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。
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本书针对Atmel公司的AVR系列单片机和ImageCraft公司的ICC AVR开发环境，详细地介绍了AT90LS8535的C语言程序设计。全书共有13章，其内容既涉及到了单片机的结构原理、指令系统、内容资源和外部功能扩展，又包含了单片机的编程工具——ICC AVR C编程器的数据类型、控制流、函数和指针等。本书的特点是：深入浅出，从最基本的概念开始，循序渐进地讲解单片机的应用开发；列举了大量实例，使读者能从实际应用中掌握单片机的开发与应用技术。本书适合作为从事单片机开发人员的参考用书。书中先后讲解了C语言基础、AVR单片机基础，并举了一些简单的实例。本书非常适合初学者。 【目录信息】 第1章 单片机系统概述 1. 1 AVR系列单片机的特点 1. 2 AT90系列单片机简介 第2章 AT90LS8535单片机的基础知识 2. 1 AT90LS8535单片机的总体结构 2. 1. 1 AT90LS8535单片机的中央处理器 2. 1. 2 AT90LS8535单片机的存储器组织 2. 1. 3 AT90LS8535单片机的I／O接口 2. 1. 4 AT90LS8535单片机的内部资源 2. 1. 5 AT90LS8535单片机的时钟电路 2. 1. 6 AT90LS8535单片机的系统复位 2. 1. 7 AT90LS8535单片机的节电方式 2. 1. 8 AT90LS8535单片机的芯片引脚 2. 2 AT90LS8535单片机的指令系统 2. 2. 1 汇编指令格式 2. 2. 2 寻址方式 2. 2. 3 伪指令 2. 2. 4 指令类型及数据操作方式 2. 3 应用程序设计 2. 3. 1 程序设计方法 2. 3. 2 应用程序举例 第3章 AT90LS8535单片机的C编程 3. 1 支持高级语言编程的AVR系列单片机 3. 2 AVR的C编译器 3. 3 ICCAVR介绍 3. 3. 1 安装ICCAVR 3. 3. 2 设置ICCAVR 3. 4 用ICCAVR编写应用程序 3. 5 下载程序文件 第4章 数据类型. 运算符和表达式 4. 1 ICCAVR支持的数据类型 4. 2 常量与变量 4. 2. 1 常量 4. 2. 2 变量 4. 3 AT90LS8535的存储空间 4. 4 算术和赋值运算 4. 4. 1 算术运算符和算术表达式 4. 4. 2 赋值运算符和赋值表达式 4. 5 逻辑运算 4. 6 关系运算 4. 7 位操作 4. 7. 1 位逻辑运算 4. 7. 2 移位运算 4. 8 逗号运算 第5章 控制流 5. 1 C语言的结构化程序设计 5. 1. 1 顺序结构 5. 1. 2 选择结构 5. 1. 3 循环结构 5. 2 选择语句 5. 2. 1 if语句 5. 2. 2 switch分支 5. 2. 3 选择语句的嵌套 5. 3 循环语句 5. 3. 1 while语句 5. 3. 2 do…while语句 5. 3. 3 for语句 5. 3. 4 循环语句嵌套 5. 3. 5 break语句和continue语句 第6章 函数 6. 1 函数的定义 6. 1. 1 函数的定义的一般形式 6. 1. 2 函数的参数 6. 1. 3 函数的值 6. 2 函数的调用 6. 2. 1 函数的一般调用 6. 2. 2 函数的递归调用 6. 2. 3 函数的嵌套调用 6. 3 变量的类型及其存储方式 6. 3. 1 局部变量 6. 3. 2 局部变量的存储方式 6. 3. 3 全局变量 6. 3. 4 全局变量的存储方式 6. 4 内部函数和外部函数 6. 4. 1 内部函数 6. 4. 2 外部函数 第7章 指针 7. 1 指针和指针变量 7. 2 指针变量的定义和引用 7. 2. 1 指针变量的定义 7. 2. 2 指针变量的引用 7. 2. 3 指针变量作为函数参数 7. 3 数组与指针 7. 3. 1 指向数组元素的指针变量 7. 3. 2 数组元素的引用 通过指针 7. 3. 3 数组名作为函数参数 7. 3. 4 指向多维数组的元素的指针变量 7. 4 字符串与指针 7. 4. 1 字符串的表示形式 7. 4. 2 字符串指针变量与字符数组的区别 7. 5 函数与指针 7. 5. 1 函数指针变量 7. 5. 2 指针型函数 7. 6 指向指针的指针 7. 7 有关指针数据类型和运算小结 7. 7. 1 有关指针的数据类型的小结 7. 7. 2 指针运算的小结 第8章 结构体和共用体 8. 1 结构体的定义和引用 8. 1. 1 结构体类型变量的定义 8. 1. 2 结构体类型变量的引用 8. 2 结构类型的说明 8. 3 结构体变量的初始化和赋值 8. 3. 1 结构体变量的初始化 8. 3. 2 结构体变量的赋值 8. 4 结构体数组 8. 4. 1 结构体数组的定义 8. 4. 2 结构体数组的初始化 8. 5 指向结构体类型变量的指针 8. 5. 1 指向结构体变量的指针 8. 5. 2 指向结构体数组的指针 8. 5. 3 指向结构体变量的指针做函数参数 8. 6 共用体 8. 6. 1 共用体的定义 8. 6. 2 共用体变量的引用 第9章 A190LS8535的内部资源 9. 1 I／O 口 9. 1. 1 端口A 9. 1. 2 端口B 9. 1. 3 端口C 9. 1. 4 端口D 9. 1. 5 I／O口的编程 9. 2 中断 9. 2. 1 单片机的中断功能 9. 2. 2 AT90LS8535单片机的中断系统 9. 2. 3 1CCAVRC编译器的中断操作 9. 2. 4 中断的编程 9. 3 串行数据通信 9. 3. 1 数据通信基础 9. 3. 2 AT90LS8535的同步串行接口 9. 3. 3 AT90LS8535的异步串行接口 9. 4 定时／计数器 9. 4. 1 定时／计数器的分频器 9. 4. 2 8位定时／计数器0 9. 4. 3 16位定时／计数器1 9. 4. 4 8位定时／计数器2 9. 5 EEPROM 9. 5. 1 与EEPROM有关的寄存器 9. 5. 2 EEPROM读／写操作 9. 5. 3 EEPROM的应用举例 9. 6 模拟量输入接口 9. 6. 1 模数转换器的结构 9. 6. 2 ADC的使用 9. 6. 3 与模数转换器有关的寄存器 9. 6. 4 ADC的噪声消除 9. 6. 5 ADC的应用举例 9. 7 模拟比较器 9. 7. 1 模拟比较器的结构 9. 7. 2 与模拟比较器有关的寄存器 9. 7. 3 模拟比较器的应用举例 第10章 AT90LS8535的人机接口编程 10. 1 键盘接口 10. 1. 1 非矩阵式键盘 10. 1. 2 矩阵式键盘 10. 2 LED显示输出 10. 2. 1 LED的静态显示 10. 2. 2 LED的动态扫描显示 10. 2. 3 动态扫描显示专用芯片MC14489 10. 3 LCD显示输出 10. 3. 1 字符型LCD 10. 3. 2 点阵型LCD 10. 4 ISD2500系列语音芯片的编程 10. 4. 1 ISD2500的片内结构和引脚 10. 4. 2 ISD2500的操作 10. 4. 3 ISD2500和单片机的接口及编程 10. 5 TP-uP微型打印机 10. 5. 1 TP-uP打印机的接口和逻辑时序 10. 5. 2 P-uP打印机的打印命令和字符代码 10. 5. 3 AT90LS8535与TP-uP系列打印机的接口及编程 10. 6 IC卡 10. 6. 1 IC卡读写装置 10. 6. 2 IC卡软件 第11章 AT90LS8535的外围扩展 11. 1 简单I/O扩展芯片 11. 1. 1 用74LS377扩展数据输出接口 11. 1. 2 数据输入接口 11. 2 模拟量输出 11. 2. 1 D／A转换器简介 11. 2. 2 8位数模转换器DAC0832 11. 2. 3 8位数模转换器与单片机的接口及编程 11. 2. 4 12位数模转换器DACl230 11. 2. 5 12位数模转换器与单片机的接口及编程 11. 3 可编程I/O扩展芯片8255A 11. 3. 1 8255A的引脚和内部结构 11. 3. 2 8255A的工作方式 11. 3. 3 8255A的控制字 11. 3. 4 AT90LS8535和8255A的接口 11. 4 带片内RAM的I／O扩展芯片8155 11. 4. 1 8155的引脚和内部结构. 11. 4. 2 8155的I／O口工作方式 11. 4. 3 8155的定时／计数器 11. 4. 4 8155的命令和状态字 11. 4. 5 AT90LS8535与8155的接口及编程 11. 5 定时／计数器芯片8253 11. 5. 1 8253的信号引脚和逻辑结构 11. 5. 2 8253的工作方式 11. 5. 3 8253的控制字 11. 5. 4 AT90LS8535与8253的接口及编程 11. 6 实时时钟芯片DS1302 11. 6. 1 DS1302的引脚和内部结构 11. 6. 2 DS1302的控制方式 11. 6. 3 AT90LS8535与DS1302的接口与编程 11. 7 数字温度传感器DS18B20 11. 7. 1 DSl8B20的引脚和内部结构 11. 7. 2 DS18B20的温度测量 11. 7. 3 AT90LS8535与DS18B20的接口与编程 第12章 AT90LS8535的通信编程 12. 1 串口通信 12. 1. 1 异步串口UART通信 12. 1. 2 同步串口SPI通信 12. 2 I2C总线 12. 2. 1 I2C总线协议 12. 2. 2 采用AT90LS8535的并行I／O口模拟I2C总线 12. 3 CAN总线 12. 3. 1 CAN总线的特点 12. 3. 2 CAN协议的信息格式 12. 3. 3 CAN控制器SJA1000 12. 3. 4 AT90LS8535与SJA1000的接口及编程 12. 4 AT90LS8535单片机与PC的串行通信 12. 4. 1 基于VC 6. 0的PC串口通信 12. 4. 2 应用实例 第13章 系统设计中的程序处理方法 13. 1 数字滤波处理 13. 1. 1 平滑滤波 13. 1. 2 中值滤波 13. 1. 3 程序判断滤波 13. 2 非线性处理 13. 2. 1 查表法 13. 2. 2 线性插值法
上传时间： 2013-11-04
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文中所设计的基于AVR单片机的轮胎模具内径测量系统，采用光栅尺和激光测距仪测量模具内径，单片机通过接收上位机的命令控制步进电机改变测量点，同时控制光栅尺数显表进行数据采集实时返回给上位机。上位机将光栅尺数据和激光测距仪数据进行运算后得到模具的内径，测量精度在4 μm以内。
上传时间： 2013-11-19
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本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。充分发挥了单片机的性能。本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。 其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
上传时间： 2013-10-10
上传用户：tianyi223
为提高电容测量精度，针对电容式传感器的工作原理设计了基于PIC16LF874单片机电容测量模块。简单阐述了电容测量电路的应用背景和国内外研究现状，介绍了美国Microchip公司PIC16LF874单片机的特性。电容式传感器输出的动态微弱电容信号通过PS021型电容数字转换器把模拟量数据转换成数字量数据，所测数据由PIC16LF874单片机应用程序进行处理、显示和保存。实验结果表明，固定电容标称值为10~20 pF 的测量值相对误差在1%以内，同时也可知被测电容容值越大，测量值和标称值相对误差越小。 Abstract: To improve the accuracy of capacitance measurement，aimed at the principle of work of mercury capacitance acceleration transducer，the design of micro capacitance measurement circuit is based on the key PIC16LF874 chip. Briefly discusses the application of the capacitance measuring circuit for the background and status of foreign researchers，focusing on the United States PIC16LF874 microcontroller features. Capacitive sensor outputed signal through the dynamics of weak PS021-chip capacitors （capacitancedigital converter） to convert analog data into digital data，the measured data from the PIC16LF874 microcontroller application process， display and preservation. Experimental results show that the fixed capacitor 10pF ~ 20pF nominal value of the measured value of relative error is within 1%，but also it canbe seen the value of the measured capacitance larger，measuring value and the nominal value of relative error smaller.
上传时间： 2013-10-29
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设计一种基于P89V51RD2的功率因数测量仪，采用光电隔离器和专用数码管驱动器。该测量仪是以增强型单片机P89V51RD2为核心，大大简化系统硬件设计。而软件部分采用模块化设计思想，采用中值滤波和小数补偿算法，实现功率因数的高精度测量。实验测试表明，该功率因数测量仪测量精度高，运行稳定可靠。 Abstract: A power－factor measurement instrument based on P89V51RD2is designed，which uses optical coupler and specific LED drive chip.The power factor measurement instrument uses P89V51RD2as a core of which greatly simplifies the system design.Furthermore，modularization software is developed in detail.The high precision power－factor measuring system is realized by the center value filter and fractional compensation algorithm.Experiments manifests that the power－ factor measurement instrument is high precision，steady and reliable.
上传时间： 2014-12-27
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介绍了一种基于C8051F020单片机的多路压力测量仪。该测量仪选用电阻应变式压力传感器采集压力信号，并经放大电路处理后送入C8051F020单片机，再由C8051F020单片机内部的A/D转换器将采集到的压力信号进行模数转化，然后分别对数据进行存储和显示。该测量仪能测量6路压力信号，并且各测量点都能单独检测和设置。由于采用了C8051F020单片机，简化了硬件电路，增强了抗干扰能力，使得测量仪具有测量精度高，冲击小等特点。 Abstract: A measurement apparatus for multi-channel pressure based on single chip microcomputer is introduced.It can measure 6 channels signal of the pressure，and the pressure measure points can be detection and located individually.The pressure signal sampling is obtained by resistor stress-type pressure sensors，the digital signals of 6 channels are collected through amplifying and adjustment circuit of pressure signals and internal integrated A/D converter of MCU.Finally，and it realizes the function to store and display data separately.C8051F020 was used to made hardware circuit simple，and it also enhanced the anti-interference ability.It features high precision and little impact.
上传时间： 2013-11-16
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介绍一种以MSP430单片机为基础的智能频率测量系统，采用硬件逻辑与软件指令相结合的方式控制闸门，实现0 MHz~10 MHz范围内无档切换的等精度测量。 Abstract: An intelligent frequency measurement system based on MSP430 singlechip is introduced. The system uses a way that can combine hardware logic and software instructions to contronl the strobe ,and completes the functions of equal precision in the range of 0MHz~10MHz without shifting
上传时间： 2013-10-28
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介绍了应用51单片机开发设计光栅尺位移测量系统的电路思路及软件设计方法。应用光栅位移传感器和辨向电路的设计原理，开发设计了一套在线测量位移装置，该装置测量精度可达到+-0.1MM，实现了在机床加工过程中实时检测工件尺寸
上传时间： 2013-11-23
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摘要：对特殊的环境温度进行测量.不仅要求测量的实时性.而且要求测量的精确度.使测量的温度达到既定的标准。因此作者介绍了一种应用铂电阻进行高精度的温度测量系统.系统中以PT100铂电阻作为测温传感器.采用最小二乘法来消除测温系统的非线性.并应用24位高性能模数转换器AD7714对所输入的模拟信号进行模/数转换。AD转换器AD7714的应用保证了0.001摄氏度的测量分辨率.最小二乘法的非线性优化使系统的测量误差小于0.01%。关键词：温度测量 AD7714 AT89C51 单片机 非线性优化 最小二乘法 铂电阻
上传时间： 2013-11-20
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