LPF на 300Мгц, Помогите разобраться в началах) Опции

[Energy_for_life]

Собственно необходимо разработать фильтр от наложения частот («antialiasing filter») с полосой пропускания 300Мгц для 12-битного АЦП с частотой выборки в 1Ггц.
Покурил некоторые темы на форуме, но не понял, как некоторые форумчане определяют коэффициент усиления в полосе подавления и допустимое колебание в полосе пропускания.
Для моей задачи я определил:
1. Полоса подавления не должна быть больше -72,24dB;
2. Колебание в полосе пропускание не более 0.001dB;
Предполагаю, что наиболее подходящим будет пассивный фильтр Кауэра 6-го порядка
В правильном ли направлении я двигаюсь? (я в этом «зеленый»)

[VCO]

1. Полоса подавления не должна быть больше -72,24dB;

ПМСМ избыточное требование, если учесть подавление наложения после цифровой фильтрации.

2. Колебание в полосе пропускание не более 0.001dB;

Тоже сильно завышено.

[Energy_for_life]

ПМСМ избыточное требование, если учесть подавление наложения после цифровой фильтрации.

Разве можно подавить наложение спектра цифровой фильтрацией? Я думал, что высокочастотная гармоника попадает в низкочастотный спектр, где ее уже не отфильтруешь!
Я, конечно, предполагаю, что требования по колебаниям в полосе пропускания завышены, т. к. есть нестабильность аналоговых компонентов. Думаю, что амплитуду можно откорректировать в DSP по известным характеристикам фильтра. Остается вопрос стабильности параметров фильтра!
Какой фильтр более стабилен в диапазоне до 300МГц? Пассивный или активный? Если кто-то имеет ссылку на ПО, которое может считать фильтр и определять погрешность, то буду очень благодарен!

[VCO]

Разве можно подавить наложение спектра цифровой фильтрацией? Я думал, что высокочастотная гармоника попадает в низкочастотный спектр, где ее уже не отфильтруешь!

А в результате чего ложный сигнал попадает в НЧ спектр? В результате аналогово-цифрового преобразования. Поэтому подлежит фильтрации.
Основное назначение антиалиасингого фильтра - подавление ложного сигнала до такого уровня, когда он не искажает динамику основного сигнала.
Сложнее с ЦАП, там ложный сигнал превращается из цифрового потока в реальные аналоговые искажения, где цифровой фильтр неприменим.

Я, конечно, предполагаю, что требования по колебаниям в полосе пропускания завышены, т. к. есть нестабильность аналоговых компонентов. Думаю, что амплитуду можно откорректировать в DSP по известным характеристикам фильтра. Остается вопрос стабильности параметров фильтра!
Какой фильтр более стабилен в диапазоне до 300МГц? Пассивный или активный?

На этой частоте применим только пассивный фильтр. Можно поставить SALF-265

[rloc]

2. Колебание в полосе пропускание не более 0.001dB;

Это требование не выполнимо по причине низких добротностей LC элементов, будут завалы хар-ки на 1-3 дБ ближе к границе.

Предполагаю, что наиболее подходящим будет пассивный фильтр Кауэра 6-го порядка

Как уже писали выше, у всех элементов есть паразитные составляющие, зависящие от номинала. И в первую очередь надо рассматривать фильтры, элементы которого применимы в нужном частотном диапазоне. Т.е. паразитные составляющие не должны существенно влиять на полосу пропускания и гарантировать подавление вне этой полосы. С этой точки зрения фильтр Кауэра в исходном виде сложно применим. Хорошо попробовать разные варианты.

Фильтр Кауэра - тоже не очень хорошая идея для антиалиасингового фильтра из-за колебаний в полосе задержания.

Чем плохи колебания в полосе задержания?

Активный фильтр на таких частотах невозможен.

Почему нельзя использовать активный фильтр до 300 МГц? А если взять усилитель на 10 ГГц?

Сигнал должен быть дифференциальным

Зачем?

Будут влиять емкость монтажа
Сложности будут с трассировкой

А как насчет учета влияния?

Micro Cap позволяет синтезировать пассивные фильтры

Добавим еще Filter Solutions, позволяет кстати оценить в первом приближении чувствительность к разбросу элементов. В любом случае программа синтеза даст лишь первое приближение, дальше не обойтись без программ двухмерного ЭМ расчета и оптимизации (AWR, Genesys, ADS, Designer).

Вообще мне кажется фильтр должен быть делителем - в одном плече резистор, в другом комплексное сопротивление, которое выше 300 МГц превращается емкость

Ой-ой-ой, какие делители?

Сложнее с ЦАП

Разве, есть разница? Что фильтруется аналоговым, а что цифровым фильтром?

[V_G]

Чем плохи колебания в полосе задержания?

Сложностью в настройке. В фильтрах Баттерворта и Чебышева I рода достаточно выстроить ЧХ в полосе пропускания и проверить в 1-2 точках затухание в полосе задержания, постепенное уменьшение усиления в полосе задержания гарантируется схемотехнически. Для Чебышева II рода и эллиптического этой гарантии нет, надо проверять и строить и в полосе задержания. Кроме того, более вероятны паразитные резонансы в полосе задержания

Почему нельзя использовать активный фильтр до 300 МГц? А если взять усилитель на 10 ГГц?

Если имеется в виду схемотехника фильтра на ОУ, нужен большой запас по усилению как в полосе пропускания, так и в полосе задержания. Для усилителя с частотой единичного усиления 10 ГГц коэффициент усиления на 300 МГц составит порядка 30. Маловато для операционника. А в полосе задержания - вообще катастрофа