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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内有STM32原理图封装和PCB封装
上传时间: 2013-10-10
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本资料是关于意法半导体的STM8L和STM32L系列微控制器的可用封装汇总。 图 STM8L系列微控制器的部分可用封装
上传时间: 2013-11-10
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protel99电子线路图绘图工具.Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB(印制电路板)设计工具,而是一个系统工具,覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。 最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名EDA公司设计文件,以便用户顺利过渡到新的EDA平台。 Protel99 SE共分5个模块,分别是原理图设计、PCB设计(包含信号完整性分析)、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。 以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能: ◆可生成30多种格式的电气连接网络表; ◆强大的全局编辑功能; ◆在原理图中选择一级器件,PCB中同样的器件也将被选中; ◆同时运行原理图和PCB,在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络 ◆既可以进行正向注释元器件标号(由原理图到PCB),也可以进行反向注释(由PCB到原理图),以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性; ◆满足国际化设计要求(包括国标标题栏输出,GB4728国标库); * 方便易用的数模混合仿真(兼容SPICE 3f5); ◆支持用CUPL语言和原理图设计PLD,生成标准的JED下载文件; * PCB可设计32个信号层,16个电源-地层和16个机加工层; ◆强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设计规则检查; ◆智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺; ◆提供大量的工业化标准电路板做为设计模版; ◆放置汉字功能; ◆可以输入和输出DXF、DWG格式文件,实现和AutoCAD等软件的数据交换; ◆智能封装导航(对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用); ◆方便的打印预览功能,不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果; ◆独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果; ◆强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等; ◆经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法,信号完整性分析直接从PCB启动; ◆反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合; ◆专家导航帮您解决信号完整性问题。
上传时间: 2013-10-14
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电子发烧友讯: 飞思卡尔是全球嵌入式处理解决方案、高级汽车电子、消费电子、工业控制和网络市场的领导者。从微处理器和微控制器到传感器、模拟集成电路(IC)和连接,我们的技术为创新奠定基础,构建更加环保、安全、健康和互连的世界 MC9S12XHY系列是飞思卡尔公司的经过优化的,汽车16位微控制器产品系列,具有低成本,高性能的特点。该系列是联接低端16位微控制器(如:MC9S12HY系列),和高性能32位解决方案的桥梁。MC9S12XHY系列定位于低端汽车仪器群集应用,它包括支持CAN和LIN/J2602通信,并传送典型的群集请求,如步进失速检测(SSD)和LCD驱动器的步进电机控制。 MC9S12XHY系列具有16位微控制器的所有优点和效率,同时又保持了飞思卡尔公司现有的8位和16位MCU系列的优势,即低成本、低功耗、EMC和代码尺寸效率等优点。与MC9S12HY系列相同,MC9S12XHY系列可以运行16位宽的访问,而不会出现外设和存储器的等待状态。MC9S12XHY系列为100引脚LQFP和112引脚LQFP封装,旨在最大限度地与100LQFP,MC9S12HY系列兼容。除了每个模块具有I/O端口外,还可提供更多的,具有中断功能的I/O端口,具有从停止或等待模式唤醒功能。 图1 MC9S12XHY系列方框图截图
上传时间: 2014-12-31
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有时候,做元件封装的时候,做得不是按中心设置为原点(不提倡这种做法),所以制成之后导出来的坐标图和直接提供给贴片厂的要求相差比较大。比如,以元件的某一个pin 脚作为元件的原点,明显就有问题,直接修改封装的话,PCB又的重新调整。所以想到一个方法:把每个元件所有的管脚的X坐标和Y坐标分别求平均值,就为元件的中心。
上传时间: 2014-01-09
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各种纽扣电池封装的机械尺寸,资料较为齐全。【奇文共欣赏】
上传时间: 2013-11-12
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设计流程 在pcb的设计中,其实在正式布线前,还要经过很漫长的步骤,以下就是主要设计的流程: 系统规格 首先要先规划出该电子设备的各项系统规格。包含了系统功能,成本限制,大小,运作情形等等。 系统功能区块图 接下来必须要制作出系统的功能方块图。方块间的关系也必须要标示出来。 将系统分割几个pcb 将系统分割数个pcb的话,不仅在尺寸上可以缩小,也可以让系统具有升级与交换零件的能力。系统功能方块图就提供了我们分割的依据。像是计 算机就可以分成主机板、显示卡、声卡、软盘驱动器和电源等等。 决定使用封装方法,和各pcb的大小
标签: PCB
上传时间: 2013-11-15
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430的元件及封装库,有msp430f1121和msp430f149等原理图库和PCB元件
上传时间: 2015-05-11
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Borland公司的天才设计师们用画布(Tcanvas)对象封装了Windows的大部分图形输出功能,这使得我们可以通过他以更直观的方式和Windows的屏幕打交道,而不必关心令人头疼的WindowsAPI函数。下面的一小段程序就可以实现整个屏幕的图象拷贝了。
标签: Borland Tcanvas Windows 对象
上传时间: 2013-12-09
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