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通用有源滤波器

2020-05-15 14:26:00

通用有源滤波器:


连续信号有源滤波器是使用带电阻的运算放大器实现的/电容器(RC)无源元件。多家集成电路供应商提供包含运算放大器和关键RC元件的通用有源滤波器,以简化滤波器的设计和制造。


首先是德州仪器(TI)生产的UAF42AU。该通用滤波器采用经典的状态变量拓扑,采用三个运算放大器 - 两个作为积分器,三个作为夏天。第四个未提交的运算放大器包含在内,以提供设计灵活性(图5)。这些IC中的每一个都提供一个双极或二阶滤波器元件,最大通带为100 kHz。


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图5:德克萨斯州仪器UAF42AU通用有源滤波器采用状态可变滤波器拓扑结构。 (图片来源:德州仪器)


UAF42AU内部无源元件具有严格的公差(0.5%),以确保稳定和可重复的性能。


凌力尔特公司的另一种通用有源滤波器一种稍微不同的方法。 LT1562系列包括四个独立的二阶滤波器模块,针对10 Hz至150 kHz的频率进行了优化(图6)。


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图6:凌力尔特公司LT1562四通道滤波器的框图显示了四个二阶部分。 (图像源:Linear Technology)


此通用滤波器适用于需要高动态范围的应用,其中多个二阶段可以级联,以实现最多八阶滤波器。


Maxim Integrated提供通用有源滤波器,每个器件最多有四个二阶段。 MAX274包括四段二阶状态可变滤波器模块(图7)。 MAX274的最大带宽为150 kHz。所有四个部分都可以级联,以创建最多八阶滤波器。


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图7:该框图显示了Maxim Integrated MAX274四通道连续时间有源滤波器的单个部分。 (图像源:Maxim Integrated)


所有这些通用滤波器集成电路都可以配置Butterworth,Bessel或Chebyshev响应。大多数可以设计为任何常见的滤波器类型:低通,高通,带通或带阻。


设计支持:


所有通用有源所讨论的过滤器组件由其制造商提供支持,并提供全套设计辅助工具,以支持快速开发和生产。这些包括应用笔记,滤波器设计程序以及CAD和仿真模型。


这种支持的一个例子是60 Hz陷波滤波器的设计仿真,用于抑制传感器中的电源线串扰(图8)。


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图8:使用制造商对基于Texas Instruments UAF42有源滤波器的60 Hz带阻或陷波滤波器进行仿真提供仿真模型。 (图像来源:Digi-Key Electronics)


此设计基于德州仪器UAF42 spice模型,在60 Hz时提供超过30 dB的衰减。在这种情况下,德州仪器提供了仿真程序以及IC模型。