集成滤波器应用实例

过去的滤波器通过分立器件来实现,在构建某些复杂的高阶滤波器时,元件需要的数量较多,不仅造成线路体积庞大,而且精度不能完全保证,可靠性也较低。目前已有多种型号滤波器集成电路面世,可以克服上述设计中面临的问题。这里以LTC1563四阶低通滤波器为例说明其应用。

• 四阶滤波器
  

• 高阶滤波器
  

Major Lee编译

四阶滤波器

应用该器件的四阶低通滤波器设计实例及其频率响应曲线见(图1)

这种滤波器设计只需6个阻值相等的电阻,无需用到电容,阻值由该固定增益滤波器的截止频率fc决定:R=10k (256kHz/fc)

反过来说,取不同阻值的电阻就可以得到不同截止频率。

但要注意的是截止频率有一个上限和下限,其上限(高速模式时为256kHz,低功耗模式下为25.6kHz)由器件内部的运算放大器速度决定,而下限则由实际应用中的大阻值电阻的精度决定。由于截止频率越低电阻R阻值要求越大,而在实际的电路板上要使两点间的电阻精确等于一个很大的阻值(如1MΩ)是比较困难的。比如在fc=2.56kHz时,R应该为1MΩ,但假如在这个1MΩ电阻旁存在一20MΩ寄生电阻,那么两者形成一种并联,实际等效电阻就只有952kΩ,造成5%的误差。

高阶滤波器

虽然LTC1563是一种四阶滤波器,但它的使用却非常灵活,利用这种器件可以设计出从二阶到九阶等多种低通滤波器,几乎可以得到任意滤波器传递函数(极点位置)。(图2)是用两个LTC1563构成的八阶低通滤波器原理图(fc=20kHz)。

上面设计实例是该滤波器集成电路的一些简单用法,事实上,通过变换外围电阻的取值,还可以得到不同的增益和传递函数,但这时阻值计算公式比较复杂。针对这些应用,生产厂商开发出一种计算机辅助设计软件FilterCAD,用来进行某些设计中复杂参数的计算。这样可节省设计人员大量时间,并提高了设计的准确性。

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