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通用型有源滤波器MAX275的结构原理和使用实例剖析

通用型有源滤波器MAX275的结构原理和应用实例分析-MAX275是美国MAXIM公司生产的通用型有源滤波器。它内含两个独立的二阶有源滤波电路,可分别同时进行低通和带通滤波,也可通过级联实现四阶有源滤波,中心频率/截止频率可达300kHz。 MAX275无需时钟电路,因此与开关电容滤波器相比,其噪声更低,动态特性更好,能广泛应用于各种精密测试设备、通信设备、医疗仪器和数据采集系统。

1、概述

MAX275是美国MAXIM公司出产的通用型有源滤波器。它内含两个独立的二阶有源滤波电路,可别离一起进行低通和带通滤波,也可通过级联完成四阶有源滤波,中心频率/截止频率可达300kHz。 MAX275无需时钟电路,因而与开关电容滤波器比较,其噪声更低,动态特性更好,能广泛运用于各种精细测验设备、通讯设备、医疗仪器和数据收集体系。

2、MAX275的结构原理

MAX275内部的二阶有源滤波器如图1所示。由图可见,该电路选用4运放规划,运放、内部电容以及外接电阻构成级联积分电路,可一起供给低通和带通滤波输出。电路内部最终一级运放的输入端接有一个5kΩ电阻,其作用是防止外部寄生电容对内部积分电容产生影响。

通用型有源滤波器MAX275的结构原理和运用实例剖析

3、MAX275的引脚功用和首要参数

3.1 引脚功用

MAX275选用20脚DIP或SO封装方式,引脚摆放如图2所示。运用时只需依据相关公式计算出适宜的外接电阻,通过简略的衔接就能很好地满意规划要求。其首要引脚的功用如下(内部的两个独立二阶有源滤波器别离用A、B标明):

V+,V-,:正、负电源输入端。

INA,INB:信号输入端。

LPIA,LPIB:低通滤波输入端。

LPOA,LPOB:低通滤波输出端。

BPIA,BPIB:带通滤波输入端。

BPOA,BPOB:带通滤波输出端。

FCA,FCB:频率操控端。

3.2 首要功能参数

MAX275的首要功能参数如下:

● 频率规模:100~300kHz;

● 频率精度:±0.9%;

● 频率精度温漂:-24ppm/℃;

● Q值温漂:38ppm/℃;

● 宽带噪声:6μVRMS(1Hz~10Hz),42μVRMS(10Hz~10kHz);

● 失调电压:±125mV(低通输出),±50mV(带通输出);

● 失调电压温漂:20μV/℃;

● 谐波失真:-89dB(FTEST=1kHz),-83dB(FTEST=10kHz);

● 输出电压摆幅:±4.5V (RL=5kΩ);

● 电源电压规模:-2.37V~+5.50V;

● 工作温度规模:-40℃~85℃。

4、典型电路

图3为MAX275的典型运用电路。外接电阻R1~R4的阻值计算公式为:R2=?2×109/Fo?,R4=R2-5kΩ,R3=?Q(2×109)?/F0×(RX/RY),R1=2×109/Fo HOLP×(RX/RY)(低通滤波)或R1=R3/HOBP(带通滤波)。式中F0为中心频率/截止频率,Q为品质因数,HOLP为低通滤波器增益,HOBP为带通滤波器增益。需求留意的是,RX/RY取决于频率操控端FC的接法:若FC接地,RX/RY=1/5;若FC接正电源, RX/RY=4;若FC接负电源,RX/RY=1/25。R1~R4中若有阻值过大或过小的现象,可适当采纳后两种接法到达调整电阻值的意图。但在对噪声比较灵敏的情况下,不引荐运用。

5、MAX275运用实例

图4为规划的某方针辨认电路的组成原理框图。依据辨认方针信号频率的特色,滤波器选用由MAX275构成的二阶巴特沃思低通滤波器,且Fo=300Hz,HOLP=2.8。详细完成计划参见图5。该图由在DOS环境下运转的MAX275 Filter Design Software依据规划要求主动生成,一切外接电阻均为标称值,选用1%金属膜电阻

规划过程中遇到的首要问题有:榜首,因为该低通滤波器的截止频率较低,使得某些外接电阻的阻值较大,当大于4MΩ时,因为电阻精度及寄生电容的影响,Fo和Q值会呈现较大误差。解决计划是用T形电阻网络替代大阻值的外接电阻,图5中有两处选用了T形网络以替代大阻值的R2和R4(两者约为6.7MΩ);第二,滤波器的输出失调电压将对后级的电压比较器产生影响,有或许导致比较器误动作。解决计划是在图5的INPUT端和输出端LPO之间添加一级RC无源滤波电路,以消除输出失调电压,别的还可在LPO端加接一个由集成运放构成的射极跟从器作为缓冲输出。

巴特沃思滤波器幅频呼应的特色是在小于截止频率的规模内,具有最平起伏呼应,而在大于截止频率后,幅频呼应敏捷下降。图5电路的幅频特性曲线如图6所示。实践运用标明,MAX275完全符合规划要求,是一种运用方便、功能优秀的有源滤波器。

责任编辑:gt

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