主動與被動濾波器
切比雪夫濾波器
/ CHEB-i-shef /
當你要在固定元件數下取得盡可能最陡的截止,又能容忍通帶有一點點不完美時,你會拿出切比雪夫。它用一筆交易換來比巴特沃斯更陡的衰減率:它容許通帶以一個小而固定的量上下起伏。如果你缺的是過渡的銳度,切比雪夫就用漣波當代價,免費多給你一些。
切比雪夫濾波器有等漣波的通帶:增益在一個峰與一個谷之間擺動,幅度由設計者選定,就是漣波,以 dB 規定(常見值為 0.1、0.5 或 1 dB)。作為交換,同樣的階數下它的過渡帶比巴特沃斯窄,所以更快達到某個阻帶衰減。你會把它的各電路設在比巴特沃斯更高的 Q 值;容許的漣波愈多,電路 Q 愈高、截止愈陡。(第二型,或反切比雪夫,則保持通帶平坦、讓阻帶起漣波。)
切比雪夫是當阻帶銳度優先、平坦通帶不重要時的選擇,例如要從一個低階抗混疊濾波器榨出最大的拒斥。它誠實的取捨很可觀:通帶漣波會扭曲振幅,較高的電路 Q 意味著面對暫態時更糟的過衝與鳴震、以及比巴特沃斯更非線性的相位,而高 Q 電路對元件公差更敏感。你接受這一切,換來的是三種經典形狀中、同階數下最陡的振幅衰減率。
對一個必須在 2 kHz 衰減 40 dB 的四階 1 kHz 低通,巴特沃斯(每倍頻 24 dB)在那裡只達到 24 dB,不及格。同階、0.5 dB 漣波的切比雪夫因為更陡,能跨過 40 dB,代價是整個通帶有 0.5 dB 的起伏。
切比雪夫以通帶漣波換取更陡的過渡,同階數給出更多拒斥。
漣波是通帶上真實的振幅誤差,而較高的電路 Q 會惡化過衝、鳴震、相位與公差敏感度。只有當你對陡度的需求大於對乾淨通帶的需求時,才選切比雪夫。
又稱
另見