貝塞爾線性相位濾波器在音頻應(yīng)用中得到了應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，需要消除帶外噪聲而不降低多頻的相位關(guān)系。帶內(nèi)信號。此外，貝塞爾濾波器的快速階躍響應(yīng)以及無過沖或振鈴的特性使其成為音頻 DAC 輸出的平滑濾波器或音頻 ADC 輸入的抗混疊濾波器的絕佳選擇。貝塞爾濾波器還可用于分析 D 類放大器的輸出以及消除其他應(yīng)用中的開關(guān)噪聲，從而提高失真和示波器波形測量的準確性?！　”M管貝塞爾濾波器在其通帶內(nèi)提供平坦的幅度和線性相位（即均勻的群延遲）響應(yīng)，但它的選擇性比相同階數(shù)或極數(shù)的巴特沃斯或切比雪夫濾波器差。因此，為了實現(xiàn)給定水平的阻帶衰減，您需要設(shè)計一個更高階的貝塞爾濾波器，而這又需要仔細選擇放大器和組件，以實現(xiàn)最低水平的噪聲和失真。

　　圖 1 顯示了高性能八階 30kHz 低通貝塞爾濾波器的原理圖。此設(shè)計使用 1% 容差電阻器和 5% 容差陶瓷電容器的標準值。作為替代方案，您可以使用 10% 容差的電容器，但會增加通帶內(nèi)的群延遲方差。為了獲得最佳結(jié)果，請使用溫度穩(wěn)定的電容器。

　　　圖 1 兩個雙運算放大器和一些無源器件實現(xiàn)了高性能八階 30kHz 低通貝塞爾濾波器。
　　在此應(yīng)用中，濾波器處理在地電位以上和以下擺動的音頻信號，其放大器從正負 ±2.5V 電源獲取功率。軌到軌輸出能力有助于在這些低電源電壓下實現(xiàn)最大輸出電壓擺幅。為了在高質(zhì)量音頻服務(wù)中實現(xiàn)高信噪比，放大器必須表現(xiàn)出單位增益穩(wěn)定性和低固有噪聲。例如，Analog Devices 的 AD8656 低噪聲、精密 CMOS 雙運算放大器滿足所有這些要求。
　　將放大器連接為反相增益級可保持恒定的輸入共模電壓，并有助于最大限度地減少失真。在整個電路中使用小于 1kΩ 的電阻器可以降低電阻器的熱噪聲貢獻。每個 AD8656 放大器在 30 kHz 帶寬上產(chǎn)生的噪聲低于 3
　　nV/ ，并且在 30 kHz 帶寬上測量的總噪聲低于 3.5 ?V rms。對于 1V-rms 輸入信號，該電路產(chǎn)生優(yōu)于 109 dB 的 SNR，對于 1-kHz、1V-rms 輸入信號，該電路產(chǎn)生 THD+N（總諧波失真加噪聲） ) 系數(shù)優(yōu)于 0.0006%。　　圖 2 顯示了 1V-rms 輸入信號的濾波器測量幅度響應(yīng)。對于高達 20 kHz 的頻率，濾波器的 0 dB 通帶增益平坦在 1.2 dB 以內(nèi)。八階貝塞爾在 30 kHz 處具有 –3 dB 點，在 300 kHz 處理論衰減為 –110 dB，在較高頻率處以 –160 dB/十倍頻程衰減。此特性可充分衰減開關(guān)模式電源和其他源引起的重復(fù)噪聲，這種噪聲通常發(fā)生在 300 kHz 及更高的頻率下。

　　圖 2 圖 1 中電路的測量幅度與頻率響應(yīng)顯示了右側(cè)垂直軸上的比例變化。
　　圖 3 顯示了濾波器的相移及其群延遲，即使頻率高達 40 kHz，群延遲也保持相對恒定，約為 17 微秒。請注意圖 3 頻率軸上的線性刻度，它清楚地說明了濾波器在通帶內(nèi)的線性相位行為。以下等式 將群延遲定義為相移相對于頻率的負偏導(dǎo)數(shù)：　　群時延= –δφ/δf。

　　圖 3 在直流至 30 kHz 的通帶內(nèi)測量，貝塞爾濾波器的相移和群延遲特性顯示出出色的均勻性和線性度。
　　在直流時，電阻器 R 1 將濾波器的輸入電阻設(shè)置為 383Ω。如果您的應(yīng)用需要更高的輸入阻抗，您可以在濾波器之前插入單位增益緩沖器，但會增加失真和噪聲。對于需要 ±15V 電源供電的應(yīng)用，請使用更高電壓的放大器替換 AD8656，例如 Analog Devices 的 AD8672 低失真、低噪聲 (3.8nV/ ) 雙運算放大器。