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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电子发烧友网讯:应广大电子发烧友网读者要求,本电子书《C51单片机及C语言知识点必备秘籍》为《单片机关键知识点全攻略》单片机系列教程及《单片机C语言知识点全攻略》系列单片机C语言学习教程的全整合篇,供所需学习或收藏的工程师及单片机学生、单片机爱好者下载。 点击下载《C51单片机及C语言知识点必备秘籍》电子书 单片机对于初学者来说确实很难理解,不少学过单片机的同学或电子爱好者,甚至在毕业时仍旧是一无所获。基于此,电子发烧友网将整合《单片机关键知识点全攻略》,共分为四个系列,以飨读者,敬请期待!此系列对于业内电子工程师也有收藏和参考价值。 单片机关键知识点一览: 系列一 1:单片机简叙 2:单片机引脚介绍 3:单片机存储器结构 4:第一个单片机小程序 5:单片机延时程序分析 6:单片机并行口结构 7:单片机的特殊功能寄存器 系列二 8:单片机寻址方式与指令系统 9:单片机数据传递类指令 10:单片机数据传送类指令 11:单片机算术运算指令 12:单片机逻辑运算类指令 13:单片机逻辑与或异或指令祥解 14:单片机条件转移指令 系列三 15:单片机位操作指令 16:单片机定时器与计数器 17:单片机定时器/计数器的方式 18:单片机的中断系统 19:单片机定时器、中断试验 20:单片机定时/计数器实验 21:单片机串行口介绍 系列四 22:单片机串行口通信程序设计 23:LED数码管静态显示接口与编 24:动态扫描显示接口电路及程序 25:单片机键盘接口程序设计 26:单片机矩阵式键盘接口技术及 27:关于单片机的一些基本概念 28:实际案例实践——单片机音乐程序设计 继《单片机学习知识点全攻略》得到广大读者好评,根据有网友提出美中不足的是所用单片机编程语言为汇编,基于此,电子发烧友网再接再厉再次为读者诚挚奉上非常详尽的《单片机C语言知识点全攻略》系列单片机C语言学习教程,本教程共分为四部分,主要知识点如下所示。 第一部分知识点: 第一课 建立你的第一个KeilC51项目 第二课 C51HEX文件的生成和单片机 第三课 C51数据类型 第四课 C51常量 第二部分知识点: 第五课 C51变量 第六课 C51运算符和表达式 第七课 运算符和表达式(关系运算符) 第八课 运算符和表达式(位运算符) 第九课 C51运算符和表达式(指针和地址运算符) 第三部分知识点: 第十课 C51表达式语句及仿真器 第十一课 C51复合语句和条件语句 第十二课 C51开关分支语句 第十三课 C51循环语句 第十四课 C51函数 第四部分知识点: 第十五课 C51数组的使用 第十六课 C51指针的使用 第十七课 C51结构、联合和枚举的使用 附录(运算符优先级和结合性等)
上传时间: 2013-11-03
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万年日历设计18b20温度检测,ds1302时钟芯片,12864液晶显示,所用模块法编程。。。。
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上传时间: 2013-11-11
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机载控制保护盒必须时刻监测机载发电机交流电压的电压和频率,当电压或频率出现超差时,及时切断向机载设备的供电,保护设备避免事故发生。针对某型直升机控制保护盒采用模拟电路方式进行测量误差大的缺点,以AT89S52单片机为核心,设计了一款数字式机载控制保护盒。该保护盒在实现原控制保护盒所用功能上,增加了声音告警功能,延时时间补偿算法的应用,使得控制盒动作时间可精确到毫秒。实际应用结果表明,该保护盒具有测量准确、可靠性高、成本低、体积小等优点。
上传时间: 2013-11-10
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DSP的使用正呈爆炸式发展。OFDM、GPS相关器、FFT、FIR滤波器或H.264之类计算密集型算法在从移动电话到汽车的各种应用中都很常见。设计人员实现DSP有三种选择:他们可以使用DSP处理器、FPGA或掩膜ASIC。ASIC具有最高的吞吐量、最低的功耗和最低的成本,但其极大的NRE和较长研制周期使其对许多设计而言并不适用。定制ASIC的研制周期可达一年之久,比最终产品的使用寿命都长。FPGA已占居较大的市场份额,因为其能提供比DSP处理器更好的吞吐量,而且没有ASIC的极大NRE和较长研制周期。 因此,常常将基于ARM的MCU和FPGA结合使用来实现这些设计,其中FPGA实现设计的DSP部分。然而,FPGA也有其自身的不足--最突出的是功耗很高(静态功耗接近2W),且性能比ASIC慢。FPGA时钟用于逻辑执行时通常限制为50MHz,而ASIC可以400MHz或更高频率执行逻辑。其他缺点还包括在IP载入基于SRAM的FPGA时安全性还不够理想,成本也较高。尽管FPGA成本已迅速降低,但价格通常在10,000片左右就不再下降,因此仍比较昂贵。 新型可定制Atmel处理器(CAP)MCU具有的门密度、单元成本、性能和功耗接近基于单元的ASIC,而NRE较低且开发时间较快。与基于ARM的非可定制标准产品MCU一样,不需要单独的ARM许可。 可定制MCU利用新型金属可编程单元结构(MPCF)ASIC技术,其门密度介于170K门/mm2与210K门/mm2之间,与基于单元的ASIC相当。例如,实现D触发器(DFF)的MPCF单元与标准的单元DFF都使用130nm的工艺,所用面积差不多相同。
上传时间: 2013-10-29
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实用单片机系统是基于MCU8051硬件平台下开发的一款操作平台,它不是一个操作系统,而是一个操作平台,主要借鉴了操作系统、手机的一些概念,比如消息机制、系统时钟、软件定时器、平台等概念。 实用单片机系统的核心理念是:在一个标准化的硬件基础上(如8051,avr,arm等)扩展一个标准化的软件平台,把常规项目常用的一些功能如串口通讯、串口调试、系统定时器、软件定时器、按键界面处理等通过消息机制组织起来,形成一个完整的系统。当一个特定的项目需要增加或者删除一项具体的功能时,只需要在平台上增加或者去掉相应的功能即可,这样项目不需要每次重新构思架构,也不需要从零开始,并且原有的系统通过各个项目沉淀后,更加稳定可靠,这就是平台的概念,它不是各个子函数的集合。 相对于现在的很多人把RTOS操作系统应用于MCU来说,往往只为了实现任务的调度转换而不考虑功能的实用、易用性,此外因其较高的资源占用性导致其不适合在MCU类低资源的嵌入式平台应用,MS系统相对于这些RTOS来说,首先还是保留了编程者的常规前后台思维,但又加了一些RTOS的优点,如软件定时器实现的时间片任务系统,类似RTOS的任务,其次为编程者实现了整个程序的框架和一些常用的函数及接口功能如按键、串口、时钟等,让编程者把精力放在跟项目相关的地方,甚至不需要关心所用MCU的寄存器配置,再次就是代码非常简单,容易学习,尤其是建议大家采用SourceInsight查看程序,远比keil编辑器的功能强,它是C语言下最好的编辑器。而MS3.21版本,建议大家直接在Keil的软件仿真器下运行学习。 MS资料可以从以下网址下载:http://www.study-bbs.com/thread-46471-1-1.html读者有什么疑问也可以在这个版面提问,作者将尽力解释。目前MS3.21版本增加了一个GUI操作框架,相比目前已有的GUI更加简单易懂,利用一个函数指针代替了复杂的状态机,每一个界面由一个界面建立函数和一个执行函数构成即可。
上传时间: 2013-10-29
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串行传送的特点 随着多微机系统的应用和微机网络的发展,通信功能显得越来越重要。这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换。因此,通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信所用的传输线少,并且可以借助现存的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传送。对于那些与计算机相距不远的人机交换设备和串行存储的外部设备(磁盘等),采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微处理机组成分级分布式控制系统,其中各CPU之间的通信一般都是串行方式。所以,串行接口是微机应用系统常用的接口。串行传送是在一根传输线上一位一位的传送,这根线既做数据线又做联络线,也就是说要在一根传输线上既传送数据信息,又传送联络控制信息,这就是串行方式传送的第一个特点。那么,如何来识别在一根线串行传送的信息流中,哪一部分是联络信号,哪一部分是数据信号。为解决这个问题,就引出了串行通信的数据格式的约定。因此,串行传送的第二个特点是它的数据格式有固定的要求(即固定的数据格式),分异步和同步数据格式,与此相应,就有异步通信和同步通信两种方式。异步通信方式是按字符传送的,而同步通信是按数据块传送的。
上传时间: 2014-12-27
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欢迎使用液晶串口烧录器,使用前请详细阅读以下使用说明! 液晶串口烧录器是专业针对LCDMCU烧录更新的工具,工作原理:通过PC机COM口(串口)将LCD MCU语言程序直接写入驱动主板MCU中去。其整个过程只须30秒钟时间。根据你的电脑配置不同可能所用时间有所不同。 液晶串口烧录器是,具有速度快,性能稳定、电路安全、功耗较低等特点,电路采用5V驱动主板电源作为供电,再经内部稳压电路处理后为整机电路提供能量,保证了电路的稳定性!整机电路采用多重保护,功耗:0.05W。
上传时间: 2013-10-30
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引言随着互联网的出现和以太网的迅速发展,基于以太网的设备控制越来越多,发展也越来越快,目前,以太网(Ethernet)已经广泛地应用于各种计算机网络,通过以太网及TCP/IP协议栈可以使不同的网络设备实现互联、交换数据。用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案,传统的多器件以太网连接方案是通过MCU扩展以太网控制器来实现的,必要时还需要扩展外部RAM和ROM。虽然这种方案应用起来不是很困难,但所用外部元件数量较多,系统开销较大,稳定性不高。为了解决传统方案的不足,本文讨论以集成以太网MAC层和物理层的16位单片机MC9S12NE64来实现单器件以太网连接。与多器件方案相比,单器件连接方案具有所用外部元件少、系统开销小、稳定性高、设计时间短等一系列优点。关键词:单片机,以太网,嵌入式系统,单器件,内核,计算机网络,TCP/IP协议
上传时间: 2013-10-22
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简要介绍了家用电器单片机控制所用的基本元件和基本电路, 较详细介绍了家用电器中单片机外围电路的功率驱动接口。
上传时间: 2013-11-10
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