滤波器必须满足多种设计规范(即增益、相位和时间响应)和实现约束(即元件公差、IC封装和电源电压和电流限制)。复杂滤波器网络的设计需要大量的数学工作和现有技术(即集成电路或运放和分立元件)的经验。Linear Technology的FilterCAD 3.0 (FCAD)自动化并简化了滤波器设计和实施的过程。FCAD是一个基于微软windows的程序。FCAD将选择和设计最佳滤波器的冗长过程简化为一系列鼠标点击。根据用户输入的滤波器参数，FCAD设计一个滤波器响应，然后使用Linear Technology有源RC或开关电容滤波器IC将该响应作为实际电路实现。FCAD可以实现具有各种响应的低通、高通、带通和陷波滤波器，包括巴特沃斯、贝塞尔、切比雪夫、椭圆和最小Q椭圆。此外，使用FCAD，可以设计自定义滤波器以满足任意一组规格。FCAD有两个不同的路径，快速设计/实现快速回答过滤器问题，增强设计/实现全面的过滤器设计和实现选择。

线性相位低通滤波器

在数据采集和数据通信系统中，通常需要在其通带内具有线性相位响应的低通滤波器来处理波形失真最小的信号。在经典滤波器设计中，贝塞尔近似产生线性相位低通滤波器。低通贝塞尔滤波器对脉冲输入信号的超调响应非常低。然而，贝塞尔滤波器具有非常低的阻带选择性。非标准线性相位滤波器可以设计出比贝塞尔滤波器更高的选择性。下面的例子将描述如何使用FCAD的快速设计/实现来获得标准贝塞尔和非标准线性相位低通滤波器电路。

例1:为单个5V电源设计一个256kHz线性相位低通滤波器

第一次打开FCAD时，它默认为快速设计窗口。点击“下一步”按钮，FCAD将进入一系列窗口，其中包含有关滤波器设计规格的简单问题。在第一个窗口中，选择低通;接下来，衰减框中输入20dB，通带(f(C))框中输入256kHz，阻带(f(S))框中输入两次f(C) (512kHz);在以下两个窗口中，选择“线性相位”和“5V电源”。再点击“下一步”按钮，显示线性技术滤波器ic的快速实现窗口。快速实现窗口提供了两个线性相位低通滤波器的选择，可以提供256kHz截止，同时使用单个5V电源:LTC1569-7(一个独立的开关电容器)和LTC1563-3(一个有源RC)。将鼠标指针放在设备名称上并单击使FCAD显示滤波器的增益响应。LTC1563-3具有标准的四阶贝塞尔响应，而theLTC1569-7具有通带线性化相位的选择性椭圆响应。点击“下一步”按钮查看设备包，再点击输入设计标题;最后，点击“完成”按钮查看滤波器的原理图、增益和对阶跃输入的时间响应。选择时间响应窗口允许选择滤波器信号输入(步进，脉冲或正弦突发输入)。图1显示了LTC1563-3的滤波器原理图和10µs脉冲响应，图2显示了LTC1569-7的相同情况。从FCAD提供的列表中选择最佳滤波器IC取决于滤波器的应用。特定的应用需求可能只支持一种设备，或者允许选择其中一种。LTC1569-7具有高选择性和可调谐(改变外部电阻设置截止频率)，而LTC1563-3具有低脉冲超调并且不可调谐(必须改变六个相等的外部电阻来设置截止频率)。有关其他信息，请参阅IC的数据手册(即，LTC1563-3具有轨对轨输入和输出电压范围，LTC1569-7可以通过外部时钟调谐到低至100Hz的截止频率)。

LTC1563-3和LTC1569-7采用相同尺寸的表面贴装封装(LTC1563-3采用16引脚窄SSOP封装，LTC1569-7采用8引脚窄SO封装)。

例2、为单3V电源设计一个10kHz低功率线性相位低通滤波器

按照示例1中描述的步骤，依次选择低通，在衰减框中输入20dB，在通带(f(C))框中输入10kHz，在阻带(f(S))框中输入两次f(C) (20kHz)，然后选择线性相位，3V电源和低功率。点击“下一步”查看FCAD的三个低功率线性相位低通滤波器的快速实现窗口，可以在3V电源下工作:LTC1569-6和LTC1569-7(开关电容器)和LTC1563-3(有源RC)。在三个ic中，LTC1563-3在截止频率(f(C))小于25.6kHz时具有最低的电源电流(1mA)，并且可以工作到低至256Hz的截止频率。当截止频率(f(C))小于20kHz时，LTC1569-6具有比LTC1569-7更低的电源电流，并且它可以时钟调谐到低至25Hz的频率。

示例3、为单个5V电源设计一个650kHz线性相位低通滤波器

按照例1中描述的步骤，依次选择低通，在衰减框中输入20dB，在通带(f(C))框中输入650kHz，在阻带(f(S))框中输入两次f(C) (1300kHz)，然后选择线性相位和5V电源。FCAD的快速实现窗口显示LTC1565-31是一个有源RC滤波器。LTC1565-31具有差分输入和输出。LTC1565的“横线31”表示等于650kHz的通频带频率。对于需要LTC1565-31以外的特定截止频率的应用，请联系LTC市场部。

FilterCAD 3.0可以提供多种滤波器设计解决方案。如果该程序无法提供一套规格的滤波器，线性技术的滤波器应用人员可以协助设计最佳滤波器。