模拟有源滤波器MAX275的原理及应用.docx

该【模拟有源滤波器MAX275的原理及应用 】是由【fengruiling】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【模拟有源滤波器MAX275的原理及应用 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。模拟有源滤波器MAX275的原理及应用
来源:国外电子元器件作者:罗珊蒋新胜马光彦孙峥
1概述
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。
LOWPASS
OUTPUT
BANDPASSOUTPUT
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,该电路采用4运放设计,运放、内部电容以及外接电阻构成级联积分电路,可同时提供低通和带通滤波输出。电路内部最后一级运放的输入端接有一个5kQ电阻,其作用是避免外部寄生电容对内部积分电容产生影响。
MAX275的引脚功能和主要参数

MAX275米用20脚DIP或SO封装形式,引脚排列如图2所示。使用时只要
根据相关公式计算出合适的外接电阻,经过简单的连接就能很好地满足设计要求。其主要引
脚的功能如下():
CAD
NON
PG
L
ADAAAADONIIN-CNpGppIR-GBLB
□叵000nmH叵回
MAX275
■ftJt1ID电子
20]V+囤LPOBlltBPOBn|GNDiHlpib-ijlBPIB
INB
NC
13PCBH]
图2MAX275引脚排列图
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:频率控制端。

MAX275的主要性能参数如下:
•频率范围:100〜300kHz;
•频率精度:±%;
•频率精度温漂:一24ppm/€;
•Q值温漂:38ppm/C;
•宽带噪声:6pVRMS(lHz〜10Hz),42|jVRMS(10Hz〜10kHz);
•失调电压:
±125mV(低通输出),±50mV(带通输出);
MAX275
电压
INB
BPOB
LPIh)
BPIB
LPOB
图3MAX275的典型应用电路
前置「滤波汪器厂器厂|也较器
图4目标识别电路的组成框图
•失调电压温漂:20|jV/C;
•谐波失真:一89dB(FTEST=1kHz),—83dB(FTEST=1
0kHz);
•输出电压摆幅:(RL=5kQ);
•电源电压范围:〜+;
•工作温度范围:一40€〜85€。
典型电路
图3为MAX275的典型应用电路。外接电阻R1〜R4的阻值计算公式为:R2= 2x109/Fo,R4=R2—5kQ,R3= Q(2x109) /F0x(R
X/RY),Rl=2xl09/FoHOLPx(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。需要注意的是,RX/RY取决于频率控制端FC的接法:若FC接地,RX/RY=1/5;若卩。接正电源,RX/RY=4;若FC接负电源,RX/RY=1/25OR1〜R4中若有阻值过大或过小的现象,可适当采取后两种接法达到调整电阻值的目的。但在对噪声比较敏感的情况下,不推荐使用。
;IXPUT_1!
l,5k^

BPO[
Section1
Fo
Gains:HP
... ,
dalLPC瓦g篦uB
1
Hi
:4
14kU
中■许网
931%
图5利用MAX275构成的二阶巴特沃思低通滤波器
MAX275应用实例
图4为笔者设计的某目标识别电路的组成原理框图。根据识别目标信号频率的特点,
滤波器采用由MAX275构成的二阶巴特沃思低通滤波器,且Fo=300Hz,HOL
P=。具体实现方案参见图5。该图由在DOS环境下运行的MAX275FilterDesignSoftware根据设计要求自动生成,所有外接电阻均为标称值,采用1%金属膜电阻。
设计过程中遇到的主要问题有:第一,由于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4MQ时,由于电阻精度及寄生电容的影响,Fo和Q值会出现较大偏差。解决方案是用T形电阻网络取代大阻值的外接电阻,图5中有两处采用了T形网络以代替大阻值的R2和R4();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,有可能导致比较器误动作。解决方案是在图5的INPUT端和输出端LPO之间增加一级RC无源滤波电路,以消除输出失调电压,另外还可在LP0端加接一个由集成运放构成的射极跟随器作为缓冲输出。
图6巴特沃思低通滤波器的幅频特性曲线
巴特沃思滤波器幅频响应的特点是在小于截止频率的范围内,具有最平幅度响应,而在大于截止频率后,幅频响应迅速下降。图5电路的幅频特性曲线如图6所示。实际应用表明,MAX275完全符合设计要求,是一种使用方便、性能优良的有源滤波器。