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在信號處理儀器的硬件系統(tǒng)中抗混濾波器是一重要的部件。根據(jù)信號分的的要 求,，抗混濾波器的截止頻率范圍控制在10Hz～20kHz。為了提高信號的頻率分辨率,，要求抗混濾波器的帶寬是可變的,。比如要分析100Hz以內的信號特征，該低通濾波器的帶寬選為100Hz,。設計時,，按1、2、4,、5倍乘的原則,，將20kHz頻率范圍分成14檔不同帶寬來處理。若采用一般的模擬低通濾波器必須電路繁復,、換檔不便,、體積太大、不甚實用,。用集成開關電容濾波器發(fā)展很快,，生產公司不少，器件目前已系列化,。它改變截止頻率非常方便,，只要程近不同的采樣頻率即可。因此,，選擇8階開關電容橢圓低通濾波器MAX293作抗混濾波器用,。理論上8階低通濾波器適合于制作抗混濾波器，其截止頻率后的衰減為160dB/10倍頻,，由文獻（1）可知,，如截止頻率為1kHz，則到1.5kHz處,，信號衰減了80dB［1］,，接近理想的低通濾波器，這是由橢圓濾波的特點所決定的,。實測的濾特圖（幅頻特性）也有相似結果,。但在試制過程中，發(fā)現(xiàn)該濾波器有“共振”現(xiàn)象,，以下就此現(xiàn)象試作分析,。 

1 開關電容濾波器的“共振”現(xiàn)象 

在用NW1232低頻頻率特性測試M AX293的幅頻特性時，發(fā)現(xiàn)屏幕上除了預期的幅頻特性之外,，在采樣頻率及其整數(shù)倍的頻率處具有窄帶通形狀的峰值,，其高度達到甚至超過了前面幅頻特性平坦部分的zui大值。也就是說,，當輸入信號頻率等于采樣頻率或為采樣頻率的整數(shù)倍時,，出現(xiàn)了這一現(xiàn)象。此現(xiàn)象從未見文獻報導過,，暫時稱之為“共振”現(xiàn)象,，如在使用中對其不加處理，則將嚴重干擾有用信號,。為了弄清原因,，重復作了試驗。采取自動掃描、手動掃描,、變采樣頻率后掃描等方法,，該現(xiàn)象始終如期而至。為了濾去該“高頻干擾”,，在MAX293電路之后,，接上模擬低通濾波器。然而不管接二除低通還是四階低通模擬濾波器,，其輸出仍然存在該“干擾”,，而且幅值無任何減小。 

2 “共振”現(xiàn)象的解釋 

用模擬低通濾波器做實驗,，當然不存在此現(xiàn)象,。因此，原因必然在于具有采樣環(huán)節(jié)的開關電容上,。在開關電容濾波器中,，當開關頻率（即采樣頻率,、時鐘頻率）大大于信號頻率時（文獻（2）指出,，一般要大于20倍），開關電容等效于模擬阻容濾波器中的電阻,，可推導出,，其等效電阻R=1/（C·fc），其中C為電容,，fc為開關濾波［3］,。通過分析得到，當信號頻率和采頻率同頻時,，就會出現(xiàn)如圖1所示的現(xiàn)象,。

圖中輸入信號vi為正弦波（方波也一樣），1,、2……為同頻采樣信號,。在相位適當?shù)臅r候（如圖1所示），開關電容濾波器的電容上將出現(xiàn)輸入信號的峰值,。相位的不同,，采樣到的值也不同，但各采樣點所采樣的值是相同的,。因此在采樣電容上產生一個直流信號,，使流波器輸出一個直流電平。當觀察幅頻特性時,，在輸入信號與采樣信號同頻且相位合適時,，就出現(xiàn)了上述所謂的“共振”現(xiàn)象。而且其后的低通模擬濾波器對此無能為力。同理,，當信號頻率為采樣頻率的整數(shù)倍時,，顯然也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。 

3 試驗結果 

為了證實上述的分析,，采用如圖2（a）所示的一階低通濾波器作了度驗,。圖中vi為正弦波輸入，φ1,，φ2為兩相脈沖作采樣開關信號,，vo為輸出信號。 

在低頻特性測試儀上測試,，φ1,、φ2的頻率fφ為10kHz，除了在近100Hz處轉折的低通幅頻特性外,，在10kHz,、20kHz處，出現(xiàn)了峰值,。此處fφ即為上述的開關頻率fc,，其與低通濾波器的轉折頻率的關系，取決于圖2（a）中的C1和C2之比值,。此時用電壓表測量vo為直流電壓4V,，用晶體管毫伏表測得輸入信號值為2.8V。從而證實了上述分析,。 

為了去除“共振”現(xiàn)象,，要限制輸入信號的范圍，使之小于采樣頻率,。因此采用集成開關電容低通濾波器（如MAX293一類）時,，在其前面，必須要增加模擬低通濾波器,，把采樣頻率及其以上的高頻信號有效的排除在外才行,。