集成方案簡(jiǎn)化模擬濾波器設計

　　為在1kHz至15kHz的截止頻率范圍內獲得可以接受的特性(80dB或更好的動(dòng)態(tài)范圍)，設計人員必須使用容限更嚴格、具有更高溫度穩定性的元器件。例如：

　　1. 對于截止頻率為1kHz至15kHz的濾波器來(lái)說(shuō)，運放在0.5MHz至6.5MHz范圍內必須具有一致的增益，THD+N (總諧波失真 + 噪聲)必須小于0.005%。

　　2. 電容應該采用精密的陶瓷電容或薄膜電容，而且在很寬的溫度范圍和電壓范圍內必須能夠保持穩定的標稱(chēng)值。

　　3. 電阻應該是容限好于±1%的金屬膜電阻，還要具有較低的溫度系數。

　　4. 為了保證量產(chǎn)性能，元器件最好從可靠的供應商采購，如Panasonic、Rohm、Vishay、Kemet和AVX。

　　一個(gè)5階、截止頻率為1kHz至15kHz的貝塞爾低通濾波器的元器件BOM成本估計在$1.50至$2.00之間(1000套以上價(jià)格)。這還不包括設計、測試、PCB布板、組裝、元件采購等花費的時(shí)間成本，這些成本難以量化而且與公司有關(guān)。關(guān)于元器件值變化對高階連續時(shí)間濾波器的影響，請參考應用筆記738：“Minimizing Component-Variation Sensitivity in Single Op Amp Filters”。

　　Maxim提供一種更有效、更簡(jiǎn)單的集成開(kāi)關(guān)電容濾波器解決方案，利用一顆芯片即可實(shí)現大多數濾波器的效果(應用筆記733：“A Filter Primer”介紹了更多關(guān)于SCF的技術(shù)細節)。濾波器設計人員僅需一個(gè)低成本外部電容或外部時(shí)鐘，就可以得到集成、可靠、可預測的高性?xún)r(jià)比濾波器方案，而且不易受溫度和其它環(huán)境參數影響。

　　圖3和圖4是利用SCF芯片(MAX7409/MAX7413)實(shí)現5階低通貝塞爾濾波器的電路原理圖，其中的0.1μF去耦電容可以使用普通的低成本陶瓷電容(材質(zhì)為X7R或Z5U)，但圖4中的CCLK 推薦使用COG (NPO)材質(zhì)的電容。

　　圖3：開(kāi)關(guān)電容濾波器的fC (截止頻率)可以用一個(gè)占空比為50% ± 10%的時(shí)鐘實(shí)現。

　　圖4：用開(kāi)關(guān)電容濾波器的內部振蕩器設置fC需要在CLK引腳和地之間接一個(gè)電容CCLK，當CCLK = 300pF時(shí)，fC = 1kHz。