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
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文中设计的测温装置主要是面向低成本和低功耗的应用需求，利用MSP430单片机内嵌的温度传感器以及简单的LED灯或蜂鸣器，即可实现温度数据采集和超温报警功能。特别的，针对MSP430内嵌的温度传感器所存在的精度不足问题，本文还设计了一种利用分段线性回归的方法，对MSP430内部测温模块所测得的温度数据进行补偿及纠正，得到能够满足实际需要的温度值。
上传时间： 2014-01-19
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针对CAN总线在现场运用中存在的一些限制因素，及煤矿井下液压支架电液控制系统CAN总线组网控制中存在的问题，提出了一种基于意法半导体公司STM32单片机的单线CAN总线隔离中继器。充分利用了STM32F105系列单片机内部集成的双bxCAN控制器和飞思卡尔MC33879的单线CAN收发器的特性，构成了一种软中继器。实践证明该设计有效解决了多点供电、网络规模限制、电磁兼容性的问题，对提高煤矿自动化生产安全和效率具有较大意义。
上传时间： 2013-11-23
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针对模拟型频率/电流变送器在低频段存在精度差、响应速度慢的问题，提出了一种基于AT89S52单片机的频率/电流变送器设计方案，并完成了系统的软硬件设计。该系统主要由M/T法测频电路、D/A转换器、V/I转换电路、RS232通讯接口组成，能够对频率进行高精度测量，并将其转换成4-20 mA标准信号。实验证明，所设计的系统运行稳定，人机对话方便，在整个测量频段，系统响应快、精度高、无纹波，达到了设计要求。
上传时间： 2013-10-13
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摘要：本文介绍了一种多通道电气量检测装置。装置以Atmega32单片机为检测装置的核心，通过对变压器的电流、电压进行检测，判断变压器是否发生短路故障，若故障存在，则判断是何种故障，如三相短路，两相短路，两相短路接地，单相短路接地。该装置电路结构简单．操作方便．易维护
上传时间： 2013-11-01
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摘要：近年来我国单片机通讯电路及通讯方法的研究工作取得了前所未有成绩，但是仍存在许多的问题亟需人们去解决。本文主要对单片机的通讯电路及通讯方法的相关性问题进行-f4g~t与研究，以便更好的为我国单片机通讯事业做出应有的贡献。
上传时间： 2013-11-21
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摘要：近年来我国单片机通讯电路及通讯方法的研究工作取得了前所未有成绩，但是仍存在许多的问题亟需人们去解决。本文主要对单片机的通讯电路及通讯方法的相关性问题进行-f4g~t与研究，以便更好的为我国单片机通讯事业做出应有的贡献。
上传时间： 2013-10-19
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HCS08HCS12系列单片机 飞思卡尔公司的 HCS08/HCS12 系列 MCU，因其速度快、功能强、功耗小、价 格低等特点，在业界得到了广泛的应用。 在 HCS08/HCS12 系列 MCU 中，飞思卡尔引入了新的片上调试技术——BDM。 这种调试技术由于其优越的性能而逐渐被业界接受，成为广泛使用的MCU在线编程 调试方法。针对 BDM 技术，国外公司提供了功能强大的编程调试器，但价格高昂， 难以被国内广大用户接受；国内一些高校也进行了相关研究开发，但是研发的编程调 试器大多存在以下三个问题：一是随着飞思卡尔MCU总线频率的不断提高，这些编 程调试器已经不能适应与高频率MCU的通信的要求；二是无法与飞思卡尔的集成开 发环境 CodeWarrior 兼容，使用很不方便；三是由于采用 USB1.1 协议，导致整体通 信速度很慢。 本文对国内外已有的HCS08/HCS12 编程调试器进行了深入的技术分析，综合目 前微控制器的最新发展技术，提出了采用USB2.0 通信接口的编程调试器硬件及底层 驱动的设计方案，实现了一种新型高效的适用于飞思卡尔 HCS08/HCS12 系列 MCU 的 USBDM（Universal BDM，通用 BDM编程调试器)，有效地解决了国内编程调试 器普遍存在的频率瓶颈及通信速度。同时，本文在研究CodeWarrior的通信接口规范 的基础上，剖析了CodeWarrior中通信接口函数的功能，实现了作者编程调试器体系 中的通信函数，使之适用于 CodeWarrior 开发环境。USBDM 编程调试器通信函数动 态链接库的设计，不仅便于使用编程调试器进行二次开发，也方便了驱动程序的更新。
上传时间： 2013-10-28
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本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89S52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用VC++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。
上传时间： 2013-10-28
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附件是51mini仿真器中文使用手册，其中包括有51mini的驱动，USB安装指南及USB驱动程序。 2003 年 SST 公司推出了 SST89C54/58 芯片，并且在官方网站公布了单片机仿真程序，配合 KEIL 可以实现标 准 51 内核芯片的单步调试等等，从而实现了一个简单的 51 单片机仿真方案，将仿真器直接拉低到一颗芯片的价 格。 但是， 1 分钱 1 分货，这个仿真方案由于先天的缺陷存在若干重大问题： 占用 p30,p31 端口 占用定时器 2 占用 8 个 sp 空间 运行速度慢 最高通信速度只有 38400，无法运行 c 语言程序。（由于 c 语言程序会调用库文件，每单步一次 的时间足够你吃个早饭） 所以，网上大量销售的这种这种仿真器最多只能仿真跑马灯等简单程序，并没有实际使用价值。51mini 是深 圳市学林电子有限公司开发生产的具有自主知识产权的新一代专业仿真器，采用双 CPU 方案，一颗负责和 KEIL 解 释，另外一颗负责运行用户程序，同时巧妙利用 CPU 的 P4 口通信，释放 51 的 P30,P31，完美解决了上述问题， 体积更小，是目前价格最低的专业级别 51 单片机仿真器，足以胜任大型项目开发。 51mini仿真器创新设计： 1 三明治夹心双面贴片，体积缩小到只有芯片大小，真正的“嵌入式”结构。 2 大量采用最新工艺和器件，全贴片安装，进口钽电容，贴片电解。 3 采用快恢复保险，即便短路也可有效保护。 4 单 USB 接口，无需外接电源和串口，台式电脑、无串口的笔记本均适用。三 CPU 设计，采用仿真芯片＋监控 芯片＋USB 芯片结构，是一款真正独立的仿真器，不需要依赖开发板运行。 5 下载仿真通讯急速 115200bps，较以前版本提高一个数量级(10 倍以上)，单步运行如飞。 6 不占资源，无限制真实仿真（32 个 IO、串口、T2 可完全单步仿真），真实仿真 32 条 IO 脚，包括任意使用 P30 和 P31 口。 7 兼容 keilC51 UV2 调试环境支持单步、断点、随时可查看寄存器、变量、IO、内存内容。可仿真各种 51 指 令兼容单片机，ATMEL、Winbond、INTEL、SST、ST 等等。可仿真 ALE 禁止，可仿真 PCA，可仿真双 DPTR，可仿真 硬件 SPI。媲美 2000 元级别专业仿真器！ 8 独创多声响和 led 指示实时系统状态和自检。 9 独创长按复位键自动进入脱机运行模式，这时仿真机就相当于目标板上烧好的一个芯片，可以更加真实的运 行。这种情况下实际上就变了一个下载器，而且下次上电时仍然可以运行上次下载的程序。 USB 驱动的安装 第一步：用随机 USB 通讯电缆连接仪器的 USB 插座和计算机 USB口；显示找到新硬件向导，选择“从列表或指定位置安装（高级）”选项，进入下一步； 第二步：选择“在搜索中包括这个位置”，点击“浏览”，定位到配套驱动光盘的驱动程序文件夹，如 E:\驱动程序\XLISP 驱动程序\USBDRIVER2.0\，进入下一步； 第三步：弹出“硬件安装”对话框，如果系统提示“没有通过Windows 徽标测试…”，不用理会，点击“仍然继续”，向导即开始安装软件；然后弹出“完成找到新硬件向导”对话框，点击完成。 第四步：系统第二次弹出“找到新的硬件向导”对话框，重复以上几个步骤； 右下角弹出对话框“新硬件已安装并可以使用了”，表明 USB 驱动已成功安装。你可以进入系统的：控制面板\系统\硬件\设备管理器中看到以下端口信息， 表示系统已经正确的安装了 USB 驱动。
上传时间： 2013-11-02
上传用户：猫爱薛定谔
