有源滤波器芯片MAX260的特性及应用_信息与通信_工程科技_专业资料。要：介绍了MAX260特点、内部结构,并以该芯片设计四阶切比雪夫带通滤波器作为具体 应用实例,具有简单灵活等特点. 关键词：有源滤波器：MAX260;带通,品质因数;增益
维普资讯 第 善 謦３第品 ３ ３ 期 卷 Ａａｉｉｒ大ｒ ｍ 然ｒ ｔ ｅｏｏ ｃＳｎｒ古ｔｌ‘ ［ｓ ｉｎ ｔｃｔ蒙Ｎｕｉ ｖｉｓ Ｍ ｇ ｅ内ａａ学 自 科ｔ ａ 学 报Ｕ ｅ 版 Ｎ 【 ｕ ａ ｎ学 ｕ ａ Ｖ ∞Ｎ Ｍ 。 …． ２； ｏ３ ０ ａ 。 ｒ ０ ｙ ３ 文 章 编 号 ：。 Ｏ ６ ８ ２ ０ ） ３０４ ３ １ 。 一１ ３ （０ ２ ０ －３ １０ 有 源 滤 波 器 芯 片 ＭＡＸ２ ０的特 性 及 应 用 。 ６ 孙 锴， 李树 华 （ 内蒙古大学理工学院 电子工程 系， 内蒙古 呼和浩特 ００ ２ ） １０ １ 摘要 ： 介绍了 ＭＡ ２０ Ｘ ６ 特点、 内部结构， 并以该芯片设计四阶切比雪夫带通滤波器作为具体 应 用实例 ， 具有 简单 灵活等特 点． 关键 词 ： 有源滤波器： Ｘ ６ ； ＭＡ ２０带通｛ 品质因数； 增益 中图分 类号 ： Ｎ １＋ ８ Ｔ Ｔ３ ． 文献 识 别码 ： Ａ １ 概 述 ＭＡＸ２０是 ＭＡＸＩ 公 司推 出的 Ｃ ６ Ｍ ＭＯＳ双二 阶通 用 开关 有 源 滤 波器 ， 处 理器 精 确 控 制 滤波 微 函数． 在不需外部元件的情况下 ， 就可构成各种带通 、 低通、 高通 、 陷渡和全通配置． 可在程序控制下设 置 中心 频率 ｆ 品质 固数 Ｑ 和 滤波器 的工 作方 式 ． ｃ 、 ＭＡＸ２ ０采 用 ２ ６ ４引 脚 Ｄ Ｐ或 Ｓ 封 装 ｔ 有 如 下 Ｉ Ｏ 具 特 点 ： ）微 处理 器接 Ｖ ； ）６ 步 中心频 率控 制 ； ） ２ １ Ｉ２ ４ ３ １ ８步品 质 因数控 制 ； ） ４ 独立 的 中心频 率 和 品质 固 数编 程 ；） ５保证 时钟 频 率 对 比值精 度为 １ ；） ＋５ ±５ ６单 ｖ或 ｖ电源 电压工 作 ２ 内部 结 构 图 １ 滤波器框图 （ 一个二 阶组） Ｆｉ ． Ｆ ｌｅ ｎ ｅ ｎ ｌＢ ｏ ｋ Ｄｉｇ ａ （ ｉ ｇ ｅ ｓ ｃ ｎ ｏ ｄ ｒ ｓ ｉ ） ｇ １ ｉ ｒ Ｉ ｔ ｒ ａ ｌ ｃ ａ ｒ ｍ ｓｎ ｌ ｅ ｏ ｄ ｔ ｒ ｅ ｕ ｔ · 收 稿 日期 ：０ ２Ｏ －４ ２０ 一１ １ 作 者简介 ： 孙锴 （ ９ ５ ， 内蒙古呼和浩特＾ ， １ ７ ～） 男， 内蒙古大学 １９ ９ ９级碰士研究生 维普资讯 ３２ ４ 内蒙 古太 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ） ２ｏ 年 ｏｚ 每 片 ＭＡＸ２ ０ 括 两个 二 阶开 关 电容有 源滤 波器 ， ６包 一个 二 阶组 的组成 框 图 ， 图 １ 示 ， 用了 如 所 使 两个 串联的积分器和一个求和运算放大器． 每个二阶滤波器组件有各 自的时钟输入和独立的 ｆ和 Ｑ ０ 控制 ， 图中 的 Ｓ Ｎ 是 开关 电容 网络． Ｃ 每个 二 阶组 的 中心频 率 是 由其 输 入的 时 钟频 率 和六 位 编 程代 码 决定 的 ， 值 由七位 代 码控制 ． 、 Ｑ Ｍ。Ｍ的取值 组合 决定 于 图中的 开关 ｓ 、ｚ ｓ 的位 置 或状 态 ， 而 ｓ 及 。 进 决 定 每个 二 阶组 的 工作方 式 （ 式 １ 方 ～方 式 ４ ． 际的 中心 频率 为滤 渡器 时 钟频 率 、 ）实 ６位 ｆ 控 制 字 以 ｏ 及工 作 方式 的 函数 ． 波 器 的工作 方 式 ＭＡＸ ６ 滤 ２ ０有几 种不 同 的方法 可 以配置 图 １所 示滤波 器组 件 中 的求 和放 大器 和积 分 器． 通过 写 命令 输入 Ｍ和 Ｍ。 的值 来选 择 四个 最通 用 的 内部 连接 方 式 ， 且 都 而 不需 要 用外 部元 件． 面就 以 图 ｌ 背景来 简单 说 明这 几种方 式 ： 下 为 表 １ 滤波器的工作方式 Ｔ ｂ Ｔ ｅ ｏｋｎ ｉ ｒ ａｌ １ ｈ ｒｉｇ ｆ ｌ ｅ ｗ ｏＦｔ ｅ 方 式 １ 对 应 图 １中开 关 状 态 为 ｓ 右 、 。 右 、断 ， 接 ｓ接 ｓ 开 ． 于实 现低通 和 带通滤 渡器 ， 巴特 沃 思 、 比雪 夫 、 对 如 切 贝塞 尔等 时 ， 式 １ 非常 有用 的 ， 方 是 而且也 应 当 尽选择 此 方 式． 方式 ２ 对 应开 关 情况 为 ｓ 接 右 、 右 、 ， ｓ接 ｓ 闭合 ． 在 实 现 低通 和带 通滤 波 器 时 ， 如果 采用 方 式 １无法 得 到 合 适 的 ｆｌ／。 Ｑ 值 ， ｃ ｆ或 ｋ 方式 ２则可 能会提 供 比较 接近 的 选 值 ． 此 当两 种 方 式 一 起 使 用 （ 因 ＭＡＸ２ ０内 部 的 两 个 ６ 组件各 采 用一 种 ） ， 用一个 时钟 信 号就可 选 择较 宽 的 时 利 注 ＩＰ 低 通 ， Ｐ 带 通 ， 一 高 通 ， 一 全 通 ｆ 覆盖 范 围 ， 一点 对 于设 计 宽 通 带 切 比雪 夫 带通 滤 波 Ｌ 一 Ｂ一 ＨＰ ＡＰ 。 这 Ｎ一 陷波 器很 有用 ． 式 ３ 此 时 图 １ 方 ， 中各 开关 位置 是 ｓ 接右 、 ｓ 接 左 、ｓ 合 式 ３ 实现 高通 滤 波 器 的唯 一方 式． Ｓ闭 方 是 方式 ４ 相 应 的开 关 状 态 为 Ｓ 接 左 、 。 右 、 ， Ｓ接 Ｓ 断开 ． 方 式 是提 供 垒通 输 出的 唯一 方 式． 该 也可 用 于低 通 和带 通滤 波 器 ， 但要 注意 ，ｎ Ｑ 采 样误 差 ｆ和 在方 式 ４时最 大 ． ３ 应 用 给 出 由 ＭＡＸ２ ０设 计切 比雪 夫一 型 四阶带通 滤波 器 设计过 程． ６ Ｉ ３ １ 设 计 要 求 ． １ ）中心 频率 ｆ一１ ０ Ｈｚ ２ ｏ ０ ０ ｝ ）通 带宽 度 一 ２ ０Ｈｚ ３ ０ ； ）止带宽 度一６ ０Ｈｚ ４ ０ ； ）最 大通 带 波 纹 一 ０ ． ５ Ｂ；）最 小止 带衰 减 一１ ｄ ｄ ５ ５Ｂ ３ ２ 设计 实现 ． 图 ２为 四 阶 带 通 滤 波 器 原 理 框 图 ． ３ ２ １公 式推 导 四 阶切 比雪 夫带通 传递 函数 为 ．． ｃ＝ ｓ ） ＿等 ＝ ｕ ｓ 一 丽 （ １ ） ｔ ２ 这里 Ｂ， Ｃ是相 应 的低通 系数 ｋ是增 益． 式 可被分 解 为二个 二 阶函数 ： 上 ｓ ＝ 其 中 盎 ㈥ （） ４ １ Ｃ ４＋（ ４２（ ） ／ Ｑ ￣ ＋Ｑ －２ ｚ ＋ ２ － ２ Ｂ． Ｃ ） Ｑ 一 学＋ ｃ Ｊ √ 学 （ ５） 数＾ 是 二 阶带 通 的增 益 ， 且 ＝ 应该注 意副 Ｅ是 每一级 的品质 因数， ， 维普资讯 第 ３期 孙锴 ． 树华 李 有 谭 滤 披 器 芯 片 ＭＡＸ ６ ２ ０的 特 性 及 应 用 ３３ ４ ３ ２ ２ 参 数 的 确定 ．． ＭＡＸ２ ０可 使用 ６ 输 入 输 出 的时 钟 频 率 范 围 随 Ｑ 值 及 滤 波 器 工 作 方 式 的 不 同 而有 所 差 异 ， 括 地 讲 ， 的大 概 致 范 围是 １ Ｈｚ到 ５ ０ Ｈｚ左 右 ． 中 心频 ＋Ｖ ０ｋ 对 ５ 率而言 ， ６位 编 程 代 码 的 值 （ 是 从 ０到 ＧＤ Ｎ） Ｎ ６， 够 实现 ６ ３能 ４步 中 频 率 控 制 ； 应 的 … 相 “ ／ 值 也 就 存在 一个 范 围 式 １ 对 应 方 ． 为 １０ ５ ～１ ９４ ； 式 ２对 应 为 ７． ９ Ｏ． ３ ９ ． ９方 ， １ ０ ～ １ １ ０ ． 品质 因数而言 ， ４． ６ 对 其编 程代码 是 数据输 入 口 图 ２ 四 阶 带 通 滤 器 Ｆｉ ２ Ｆｏ ｔ ｏｒ ｅｒＢａ ｄｐａ ｓ Ｆｄｔ ｇ． ｕｒ ｈ－ ｄ ｎ ｓ ｅｒ ７位 ， 值 是 从 ０到 １ ７ 能够 实 现 １ ８步 Ｎ ２， ２ 品 质 因 数 的 控 制 ， 且 Ｑ 值 也 是 有 范 围 而 的 ： 式 １ 对应 为 ０ ５ ６ ． ， 式 ２ 对 方 ． ． ～ ４０方 ， 应 为 ０ ０ ．７ ７～ ９ ． ５ 由 ［ ］得 ０ ． ２ 一 １ ４ ５ ２ ， １ ５ ０ ． 据 式 （ ） （ ） ． ２ ６ ５ Ｃ— ． １ ２ ３ 根 ６ ４ 和 ５ Ｄ一０ ９ ４ Ｅ一７ ０ ． 一 一７ Ｏ ， 。一， ／ ．０， ． ５ Ｑ＾ ． ５ ｆ ＾ ｎＤ一９ ４Ｈ ， 。一 Ｄ一１ ０ ； 个 单元 均 以方式 １ ０ ｚ ｆ １ ６Ｈｚ 两 工 作 并使 用同 一 时钟 ， 看 ［ ： ＭＡＸ ６ 参 １取 ２ ０的编 程参 数为 ：ｌ ＝ｃｋ ， ， 一１ ６ ５ （ ｃｋ ｌ 。 ／ ． ０ 方式 １ Ⅳ一 ６ ， ４ ） ／ 日 ３ ． ６ 方式 １Ⅳ一 ２ ）Ｑ 一Ｑ 一７ １ （ 式 １ Ⅳ一 １ ９ ． ２ ， 一１ ６ ６ （ ， ３ ； ． １方 ， １ ） ＭＡＸ２ ０内部 有 一个 １ ６ ６字 节 的 程序 存储 器 ， 将单 片机 的任 一 ＩＯ 端 口与 ＭＡＸ２０的二条 数据 线 四条地 址 线连 接 ， 上 面计 算 把 得 到 的工 作方 式 、 ／ 。Ｑ值 的编 程代 码送 入 内部程 序存 储 器 ， ，、 存储 器 内 容通 过 写 入 由选 中的 地 址 来更 新． 由于一 次 只能 写 入两个 二 进 制代码 ， 以三 个 参 数的输 入是 独立 的． 据设 计 需 要 可 以很 方 所 根 便地 修改 某 一参 数 ， 新选 址 输八编 程 代码 ， 重 而不 会改 变其他 参 数的设 置． ４ 结 束 语 在 滤 渡器 输 出中 ， 能会 由于逻 辑输 入跃 变而 产 生某些 噪声． 可 如果 不 希望 出现 这种 情况 ， 么输 那 入 的数 字 线 应有 逻辑 门缓 冲． ＭＡＸ ６ ２０有较 好 的偏 移和 Ｄ Ｃ特性 ， 它有 ７ ５ｋ ．Ｈｚ的中心 频 率范 围 ， 适 合频 率 较 低的情 况． 文给 出的设 计方 法具 有 简单实 用的 特点 ． 本 结合 多选 一器 件可 以很灵 活 地设 计 出 多级 带通 滤 波器 或其 它形 式 的滤波 器． 参 考 文献 ： ［］ 刘强 ， １ 郭文． Ｘ Ｍ 热 门集成 电路使用 手册 ［ ． 京： 民邮 电出版杜 ，９ ７ ９ ９ ～ｌ ２ ＭＡ Ｉ Ｍ］北 人 １ ９ ，：８ ． ２ ［ ： Ｄ Ｅ．ＯＨＮ ＯＮ，． Ｊ ２ Ｊ Ｓ 】 Ｒ．ＯＨＮＳ ｎ Ｐ ＭＯ ＯＮ ａ ｄＨ． ． ＯＲＥ Ａ ＨＡ ＮＤＢ Ｋ Ｏ Ｃ ’ Ｅ ＦＩ ７Ｅ ＯＯ Ｆ Ａ ７ Ｖ Ｌｌ’ＲＳ［ ． ｒｎ Ｉ Ｍ］ Ｐｅ — ｒ ｅ Ｈａｌｌ ｃ Ｅｎ ［ｗｏ ｄ Ｃｔ ｆ ， ｗ ｅｓ ｙ １ ８ ９ ～ １ １ １ ７ ｉ ｉ，ｎ ， ｇｅ ｏ ｉ ｓ Ｎｅ Ｊ ｒｅ ． ０： ３ ｃ ｆ ９ ０ ， ． ７ ［ ］ Ｓ ｐ ｏｔｓ ． ｒ ｎｄｓＩ Ｒ ＵＣ Ｏ ＴＯ Ｓｇａ ｒｃｓｉｇ 北京 ； ３ ｏ ｈ ｃｅ Ｏ ｆ ［ｉ Ｔ ＯＤ ＴＩ Ｎ ｉｎ ｌ ｏｅｓｎ ． Ｊ ａ ． Ｐ 清华大学 出版社．９ ：２ ￣６ ９ １ ９ ６ ６ ３． ９ ［ ］ 王楚 ， 道衡． ４ 余 电子墁路原理 ［ ． ＭＩ 北京 ： 北京大学 出版杜．９ ，： ６～ ７３ １ ５ ２ ７ ７ ． ９ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｖ ｌｅ ｉ ＡＸ２ ０ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｎ ｐ ｉ ｔｏ ｆＡｃ ｉ ｅ Ｆｉ ｒＣｈ ｐ Ｍ ｃ ｔ ６ Ｓ Ｎ ａ ＋ Ｕ Ｋ ｉ ＬｌＳｈｕ ｈｕ — ａ （ ａ ｔ ｅ ｔ Ｊ Ｅｌｃｒ ｎｃＥｎ ｉｅ ｒｎ Ｃｏｌｇ ｆ Ｓｃｅ ｃｓａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ， Ｄｐ ｒｒ ｎ ｅｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅｉｇ， ｌ ｅｏ ｉｎ ｅ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ｅ Ｎ ｅ ， ｎ ｏ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ Ｈ ｏ ｈ ｔ ０ ０ ２ ， Ｃ） Ｌ ￣ｏ ｇ ［ ｉｅ ｓｔ ｙ， ｈ ｏ １ ０ １ ＰＲ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ， ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｃ ｆｏ ｅ ｃ ｉ ＡＸ２ ０ ｂ ＡＸＩ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｔ ｓ ｏ ｎ ｈ ｐ Ｍ ｉ ６ ｙＭ Ｍ ｃ ｒ ｏ ａ ｉ ｎ Ｔｈ ｕ ｈ ｒ ｄ ｓｇ ｓａ ｆ ｕ ｔ ｒ ｅ ． ｄ ｈ ｂ ｓ ｅ ａ ｄ ａ ｓ ｆｌ ｒ ｗｉ ｈ ｓ ｃ ｉ ｎ ｏ ｐ ｒ ｔ ． ｅ ａ ｔ ｏ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒｈ ｏ ｄ ｒ ０ ５ Ｂ Ｃ ｅ ｙ ｈ ｖ ｂ ｎ ｐ ｓ ｉ ｅ ｔ ｔ ｉ ｈ ｐ ａ ｄ ｏ ｔ ｈ ｔ ｅ ｈｏ ｓ ｃ ｈｅ ｍ ｔ ｄ ｉ ｏｎｖ ｎ ｎｔａ ｄ ａ ｌ． ｉ ｅ ｎ ｇｉ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｔ￣ ｉ ｅ Ｍ Ａ Ｘ２ ０ ｂ ｎ ｐ ｓ ｑ ａ ｉ ａ ｔ ｒ ｇ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｉ ｅ ｆｌ ｒ ｒ ｔ ６ ￣ ａ ｄ ａｓ ｕ ｌ ｙ ｆｃｏ ￣ａ ｎ ｔ
