MAX29X是美国MAXIM公司生瓣的8阶开关电容低通滤波器,由于价格便宜、使用方便、设计简单，在通讯、信号自理等领域得到了广泛的应用。本文就其工作原理、电气参数、设计注意事项等问题作了讨论，具有一定的实用参考价值。关键词：开关电容、滤波器、设计 1 引言 开关电容滤波器在近些年得到了迅速的发展，世界上一些知名的半导体厂家相继推出了自己的开头电容滤波器集成电路，使形状电容滤波器的发展上了一个新台阶。 MAXIM公司在模拟器件生产领域颇具影响，它生产MAX291/292/293/294/295/296/297系列8阶低通开关电容滤波器由于使用方便（基本上不需外接元件）、设计简单（频率响应函数是固定的，只需确定其拐角频率即截止频率)、尺寸小（有8-pin DIP封装）等优点，在ADC的反混叠滤波、噪声分析、电源噪声抑制等领域得到了广泛的应用。 MAX219/295为巴特活思（型滤波器，在通频带内，它的增益最稳定，波动小，主要用于仪表测量等要求整个通频带内增益恒定的场合。MAX292/296为贝塞尔（Bessel）滤波器，在通频带内它的群时延时恒定的，相位对频率呈线性关系，因此脉冲信号通过MAX292/296之后尖峰幅度小，稳定速度快。由于脉冲信号通过贝塞尔滤波器之后所有频率分量的延迟时间是相同的，故可保证波形基本不变。关于巴特活和贝塞尔滤波器的特性可能图1来说明。图1的踪迹A为加到滤波器输入端的3kHz的脉冲，这里我们把滤波器的截止频率设为10kHZ。踪迹B通过MAX292/296后的波形。从图中可以看出，由于MAX292/296在通带内具有线性相位特性，输出波形基本上保持了方波形状，只是边沿处变圆了一些。方波通过MAX291/295之后，由于不同频率的信号产生的时延不同，输出波形中就出现了尖峰(overshoot)和铃流(ringing)。 MAX293/294/297为8阶圆型（Elliptic）滤波器，它的滚降速度快，从通频带到阻带的过渡带可以作得很窄。在椭圆型滤波器中，第一个传输零点后输出将随频率的变高而增大，直到第二个零点处。这样几番重复就使阻事宾频响呈现波浪形，如图2所示。阻带从fS起算起，高于频率fS处的增益不会超过fS处的增益。在椭圆型滤波中，通频带内的增益存在一定范围的波动。椭圆型滤波器的一个重要参数就是过渡比。过渡比定义为阻带频率fS与拐角频率（有时也等同为截止频率）由时钟频率确定。时钟既可以是外接的时钟，也可以是自己的内部时钟。使用内部时钟时只需外接一个定时用的电容既可。 在MAX29X系列滤波器集成电路中，除了滤波器电路外还有一个独立的运算放大器（其反相输入端已在内部接地）。用这个运算放大器可以组成配合MAX29X系列滤波器使用后的滤波、反混滤波等连续时间低通滤波器。 下面归纳一下它们的特点： ●全部为8阶低通滤波器。MAX291/MAX295为巴特沃思滤波器；MAX292/296为贝塞尔滤波器；MAX293/294/297为椭圆滤波器。 ●通过调整时钟，截止频率的调整范围为：0.1Hz～25kHz（MAX291/292/293*294）；0.1Hz～kHz（MAX295/296/297）。 ●既可用外部时钟也可用内部时钟作为截止频率的控制时钟。 ●时钟频率和截止频率的比率：10∶1(MAX291/292/293/294);50∶1(MAX295/296/297)。 ●既可用单+5V电源供电也可用±5V双电源供电。 ●有一个独立的运算放大器可用于其它应用目的。 ●8-pin DIP、8-pin SO和宽SO-16多种封装。2 管脚排列和主要电气参数 MAX29X系列开头电容滤波器的管脚排列如图3所示。 管脚功能定义如下： CLK：时钟输入。 OP OUT：独立运放的输出端。 OP INT：独立运放的同相输入端。 OUT：滤波器输出。 IN：滤波器输入。 V-：负电源 。双电源供电时搛-2.375～-5.5V之间的电压，单电源供电时V--=-V。 V+：正电源。双电源供电时V+=+2.35～+5.5V,单电源供电时V+=+4.75～+11.0V。 GND：地线。单电源工作时GND端必须用电源电压的一半作偏置电压。 NC：空脚，无连线。 MAX29X的极限电气参数如下： 电源（V+～V-）：12V 输入电压（任意脚）：V--0.3V≤VIN≤V++0.3V 连续工作时的功耗：8脚塑封DIP：727mW；8脚SO：471mW；16脚宽SO：762mW；8脚瓷封DIP：640mW。 工作温度范围：MAX29-C-：0℃～+70℃；MAX29-E-：-40℃～+85℃；MAX29-MJA：-55℃～+125℃；保存温度范围：-65℃～+160℃；焊接温度（10秒）：+300℃； 大多数的形状电容滤波器都采用四节级连结构，每一节包含两个滤波器极点。这种方法的特点就是易于设计。但采用这种方法设计出来的滤波器的特性对所用元件的元件值偏差很敏感。基于以上考虑，MAX29X系列用带有相加和比例功能的开关电容持了梯形无源滤波器，这种方法保持了梯形无源滤波器的优点，在这种结构中每个元件的影响作用是对于整个频率响应曲线的，某元件值的误差将会分散到所有的极点，因此不值像四节级连结构那样对某一个极点特别明显的影响。3 MAX29X的频率特性 MAX29X的频率特性如图4所示。图中的fs都假定为1kHz。4 设计考虑 下面对MAX29X系列形状电容滤波器的使用做些讨论。4.1 时钟信号 MAX29X系列开头电容滤波器推荐使用的时钟信号最高频率为2.5MHz。根据对应的时钟频率和拐角频率的比值，MAX291/MAX292/MAX293/MAX294的拐角频率最高为25kHz.MAX295/MAX296/MAX297的拐角频率最高为50kHz 。 MAX29X系列开关电容滤波器的时钟信号既可幅外部时钟直接驱动也可由内部振荡器产生。使用外部时钟时，无论是采用单电源供电还是双电源供电，CLK可直接和采用+5V供电的CMOS时钟信号发生器的输出相连。通过调整外部时钟的频率，可完成滤波器拐角的实时调整。 当使用内部时钟时，振荡器的频率由接在CLK端上的电容VCOSC决定： fCOSC (kHz)=105/3COSC (pF) 4.2 供电 MAX29X系列开关电容滤波器既可用单电源工作也可用双电源工作。双电源供电时的电源电压范围为±2.375～±5.5V。在实际电路中一般要在正负电源和GND之间接一旁路电容。 当采用单电源供电时，V-端接地，而GND端要通过电阻分压获得一个电压参考，该电压参考的电压值为1/2的电源电压，参见图5。4.3 输入信号幅度范围限制 MAX29X允许的输入信号的最大范围为V--0.3V～V++0.3V。一般情况下在+5V单电源供电时输入信号范围取1V～4V,±5V双电源供电时，输入信号幅度范围取±4V。如果输入信号超过此范围，总谐波失真THD和噪声就大大增加；同样如果输入信号幅度过小（VP-P＜1V），也会造成THD和噪声的增加。4.4 独立运算放大器的用法 MAX29X中都设计有一个独立的运算放大器，这个放大器和滤波器的实现无直接关系，用这个放大器可组成一个一阶和二阶滤波器，用于实现MAX29X之前的反混叠滤波功能鄞MAX29X之后的时钟噪声抑制功能。这个运算放大器的反相端已在内部和GND相连。 图6是用该独立运放组成的2阶低通滤波器的电路，它的拐角频率为10kHz,输入阻抗为22Ω,可满足MAX29X形状电容滤波器的最小负载要求（MAX29X的输出负载要求不小于20kΩ）可以通过改变R1、R2、R3、C1、C2的元件值改变拐角频率。具体的元件值和拐角频率的对应关系参见表1。
上传时间： 2013-10-18
上传用户：macarco
该信号源可输出正弦波、方波和三角波,输出信号的频率以数控方式调节,幅度连续可调。与传统信号源相比,该信号源具有波形质量好、精度高、设计方案简洁、易于实现、便于扩展与维护的特点。
上传时间： 2013-10-11
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该信号源可输出正弦波、方波和三角波,输出信号的频率以数控方式调节,幅度连续可调。与传统信号源相比,该信号源具有波形质量好、精度高、设计方案简洁、易于实现、便于扩展与维护的特点。
上传时间： 2013-10-17
上传用户：asaqq
在Multisim 10软件环境下，设计一种由运算放大器构成的精确可控矩形波信号发生器，结合系统电路原理图重点阐述了各参数指标的实现与测试方法。通过改变RC电路的电容充、放电路径和时间常数实现了占空比和频率的调节，通过多路开关投入不同数值的电容实现了频段的调节，通过电压取样和同相放大电路实现了输出电压幅值的调节并提高了电路的带负载能力，可作为频率和幅值可调的方波信号发生器。Multisim 10仿真分析及应用电路测试结果表明，电路性能指标达到了设计要求。 Abstract: Based on Multisim 10， this paper designed a kind of rectangular-wave signal generator which could be controlled exactly composed of operational amplifier， the key point was how to implement and test the parameter indicators based on the circuit diagram. The duty and the frequency were adjusted by changing the time constant and the way of charging and discharging of the capacitor， the width of frequency was adjusted by using different capacitors provided with multiple switch， the amplitude of output voltage was adjusted by sampling voltage and using in-phase amplifier circuit，the ability of driving loads was raised， the circuit can be used as squarewave signal generator whose frequency and amplitude can be adjusted. The final simulation results of Multisim 10 and the tests of applicable circuit show that the performance indicators of the circuit meets the design requirements.
上传时间： 2014-01-21
上传用户：shen007yue
正弦波，T行波，方波设计报告
标签： 正弦波
上传时间： 2013-12-14
上传用户：linlin
在DSP上实现DCT的三角波，方波，正弦波的显示，一个好程序，全的
上传时间： 2014-01-13
上传用户：一诺88
<小波分析理论与MATLAB 7实现>是“MATLAB应用技术”系列丛书之一，以最新推出的MATLAB中的小波分析工具箱Wavelet Toolbox 3.0版本为基础。全书共分为三部分，第1部分着重介绍了小波理论基础，包括小波基础知识、连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析与正交小波变换、小波变换和多采样滤波器组、二维小波变换与图像处理及小波包的基本原理等；第2部分重点说明了小波分析工具箱的详细使用方法，包括图形用户接口、小波通用函数、一维小波变换的MATLAB实现、二维小波变换的MATLAB实现、小波包变换的MATLAB实现、信号和图像的降噪和压缩，以及最新的信号和图像的提升小波变换等内容；第3部分主要介绍了小波工具箱的应用基础，以及小波变换在语音和生物医学信号处理中、故障诊断中、数字水印中的应用方法。 本书可作为理工科各专业的高年级本科生、研究生学习小波分析的辅助教材，也可作为研究和应用这一领域的科技工作者的参考书。
上传时间： 2015-06-04
上传用户：refent
<小波分析理论与MATLAB 7实现>是“MATLAB应用技术”系列丛书之一，以最新推出的MATLAB中的小波分析工具箱Wavelet Toolbox 3.0版本为基础。全书共分为三部分，第1部分着重介绍了小波理论基础，包括小波基础知识、连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析与正交小波变换、小波变换和多采样滤波器组、二维小波变换与图像处理及小波包的基本原理等；第2部分重点说明了小波分析工具箱的详细使用方法，包括图形用户接口、小波通用函数、一维小波变换的MATLAB实现、二维小波变换的MATLAB实现、小波包变换的MATLAB实现、信号和图像的降噪和压缩，以及最新的信号和图像的提升小波变换等内容；第3部分主要介绍了小波工具箱的应用基础，以及小波变换在语音和生物医学信号处理中、故障诊断中、数字水印中的应用方法。 本书可作为理工科各专业的高年级本科生、研究生学习小波分析的辅助教材，也可作为研究和应用这一领域的科技工作者的参考书。
上传时间： 2013-12-27
上传用户：lanhuaying
将4MHz的访波输入到ccc模块上，输出500Hz提供鸣叫声频。1kHz的方波经fen10模块进行十分频后为秒模块mian、分模块mina、时模块hour，提供时钟信号；用sst模块为整点报时提供控制信号，（当59 50"、52"、54"、56"、58"时，q500输出为”1”，秒为00时qlk输出为”1”,这两个信号经过逻辑或门实现报时功能）；用sel模块提供数码管片选信号；用模块bbb将对应数码管信号送出需要的显示信号；用七段译码器dispa模块进行译码。 将4MHz的访波输入到ccc模块上，输出500Hz提供鸣叫声频。1kHz的方波经fen10模块进行十分频后为秒模块mian、分模块mina、时模块hour，提供时钟信号；用sst模块为整点报时提供控制信号，（当59 50"、52"、54"、56"、58"时，q500输出为”1”，秒为00时qlk输出为”1”,这两个信号经过逻辑或门实现报时功能）；用sel模块提供数码管片选信号；用模块bbb将对应数码管信号送出需要的显示信号；用七段译码器dispa模块进行译码。
上传时间： 2014-12-22
上传用户：lps11188
FPGA上的VERILOG语言编程。通过查找表实现直接数字频率合成。在主控部分通过键盘选择正弦波，方波，三角波，斜波，以及四种波形的任意两种的叠加，以及四种波形的叠加；通过控制频率控制字C的大小，以控制输出波形频率，实现1Hz的微调；通过地址变换实现波形相位256级可调；通过DAC0832使波形幅值256级可调；通过FPGA内部RAM实现波形存储回放；并实现了每秒100HZ扫频。
上传时间： 2015-09-27
上传用户：songrui
