专利名称:可编程低噪声模拟滤波器的制作方法
技术领域:
本实用新型主要涉及有源滤波器领域,主要是一种可编程低噪声模拟滤波器。
背景技术:
可编程低噪声模拟滤波器,属于有源滤波器技术领域。通过选用低噪声运放和阻容元件 组成的有源滤波器来实现设备低噪声要求。有源滤波器设计方便、频率稳定性好,为了完成 一定的滤波功能,必须选用特定参数的阻容元件值,其中电阻大部分是非标的,常通过电阻 的串、并联来实现。随着滤波器阶数的增加,对元件的精度要求越高,用电阻串、并联的方 法很难保证电阻的精度,从而影响到滤波器的性能。不同设备对滤波器的要求有较大的差异, 而且同种设备根据不同应用场合有时需要改变滤波器参数,目前的滤波器不能满足上述的需 要。
发明内容
本实用新型要解决上述现有技术的缺点,提供一种高精度,高性能的可编程低噪声模拟 滤波器。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案这种可编程低噪声模拟滤波器,该滤波器 的基本单元为二阶滤波器和奇数阶可编程低噪声模拟滤波器,采用四通道甚低噪声运算放大
器,低噪声运算放大器外围采用用于替代高精度和非标系列电阻的数字电位器;所有的数字
电位器通过雏菊花链结构串联在一起,,通过串行接口进行配置。
所述奇数阶可编程低噪声模拟滤波器为奇数阶可编程低噪声高通滤波器。 所述奇数阶可编程低噪声模拟滤波器为奇数阶可编程低噪声低通滤波器。 所述数字电位器内含两个通道,管脚6和管脚7连在一起,管脚10和管脚11连在一起,
管脚7和管脚8之间成为一个可调电阻,管脚9和管脚10之间成为另一个可调电阻。
本实用新型有益的效果是可编程低噪声模拟滤波器可以在一定范围内可调整其中的参
数,通过改变各数字电位器的阻值,实现滤波器的可编程性能。滤波器阶数越高,需要串
联的数字电位器越多。应用在需要改变有源滤波器频带特性的场合,避免了必须调整硬件所
带来的各种弊端。
图1是二阶双二次型椭圆函数模拟滤波器电路图2是奇数阶低通滤波器电路图3是奇数阶高通滤波器电路图4是五阶椭圆函数高通滤波器电路图5是本实用新型五阶椭圆函数可编程高通滤波器电路图; 图6是五阶椭圆函数低通滤波器电路图7是本实用新型五阶椭圆函数可编程低通滤波器电路图8是本实用新型可编程低噪声模拟滤波器的主要外围接口关系。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
如图所示,这种可编程低噪声模拟滤波器,其基本单元主要为二阶滤波器和奇数阶可编 程低噪声模拟滤波器,二阶滤波器选用双二次型椭圆函数滤波器。将2个二阶滤波器和1个 奇数阶可编程低噪声模拟滤波器级联在一起,选用四通道甚低噪声运算放大器0P470,奇数 阶可编程低噪声模拟滤波器为奇数阶可编程低噪声高通滤波器或奇数阶可编程低噪声低通 滤波器。将低噪声运算放大器外围所需的R1、 R2、 R3、 R5、 R6、 R9、 RIO、 Rll、 R13、 R14、 R17等高精度、非标系列电阻由数字电位器AD5235替代,其余的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用标称电阻,无需用数字电位器替代。所有数字电位器AD5235通过雏菊花链结构串联 在一起,通过串行接口进行配置,改变各数字电位器的阻值,实现滤波器的可编程性能。 数字电位器AD5235内含两个通道,管脚6和管脚7连在一起,管脚10和管脚11连在一起, 管脚7和管脚8之间成为一个可调电阻,管脚9和管脚10之间成为另 一个可调电阻。
可编程低噪声模拟滤波器的主要外围接口关系,具有以下接口
信号引脚滤波器输入端; 滤波器输出端; 地;
串行接口串行输入端;
4串行输出端; 片选信号; 准备信号; 时钟信号;
6个数字电位器,每个数字电位器具有串行输入端、串行输出端、片选信号CS、时钟信 号CLK、写保护信号WP和预置信号PR,各个数字电位器的写保护信号WP和预置信号PR接 正电源,第一个数字电位器多一个准备信号RDY,作为滤波器的准备信号。各个数字电位器 的时钟信号CLK、片选信号CS分别接在一起,作为滤波器的时钟信号、片选信号。各个数字 电位器的串行端子通过雏菊花链结构串联在一起,即第一个数字电位器的串行输入端作为滤 波器的串行输入端,第一个数字电位器的串行输出端连第二个数字电位器的串行输入端,第 二个数字电位器的串行输出端连第三个数字电位器的串行输入端,第三个数字电位器的串行 输出端连第四个数字电位器的串行输入端,第四个数字电位器的串行输出端连第五个数字电 位器的串行输入端,第五个数字电位器的串行输出端连第六个数字电位器的串行输入端,第 六个数字电位器的串行输出端作为滤波器的串行输出端。
五阶椭圆函数可编程高通滤波器实现方式将低噪声运算放大器外围所需的Rl、 R2、 R3、 R5、 R6、 R9、 RIO、 Rll、 R13、 R14、 R17等高精度、非标系列电阻由数字电位器AD5235替代, 其余的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用标称电阻,无需用数字电位器替代。用数字电位器 分别替代电阻,需遵循以上替代原则。以附图4中电阻R1和R2如何用附图5中数字电位器 1U1替代进行详细说明
如附图4中Rl —端连输入IN端,Rl另一端连N2A的反相输入端,在附图5中用1U1的 管脚7和管脚8之间体现出的电阻(用1U1A表示)来替代Rl,即1U1的7脚连输入IN端, 1U1的8脚连N2A的反相输入端,在附图4中电阻Rl的下面用斜体字加了注释1U1A,表明 了 Rl和1U1A的对应关系。
如附图4中R2 —端连N2A的反相输入端,R2另一端连N2A的输出端,在附图5中用1U1 的管脚9和管脚10之间体现出的电阻(用1U1B表示)来替代R2,即1U1的10脚连N2A的 反相输入端,1U1的9脚连N2A的输出端。
5附图4中其它电阻分别用附图5中的数字电位器替代,用数字电位器替代电阻时需遵循
以上替代原则,具体对应关系如下
附图4中电阻R3用附图5中数字电位器1U3A替代;
附图4中电阻R5用附图5中数字电位器1U2A替代;
附图4中电阻R6用附图5中数字电位器1U3B替代;
附图4中电阻R9用附图5中数字电位器1U5A替代;
附图4中电阻R10用附图5中数字电位器1U5B替代;
附图4中电阻R11用附图5中数字电位器1U4A替代;
附图4中电阻R13用附图5中数字电位器1U2B替代;
附图4中电阻R14用附图5中数字电位器1U4B替代;
附图4中电阻R17用附图5中数字电位器1U6A替代。
五阶椭圆函数可编程高通滤波器具有可编程性能,用数字电位器替代电阻后,根据每个
电阻所需的参数值可按下式逐一计算出配置值 r — 1024x(i TO-50)
"/IS
其中W^为数字电位器最大值,^w为参数值,D为配置值 通过串行接口 ,将配置值分别配置到每个数字电位器中去。
五阶椭圆函数可编程低通滤波器实现方式将低噪声运算放大器外围所需的Rl、 R2、 R3、 R5、 R6、 R9、 RIO、 Rll、 R13、 R14、 R17等高精度、非标系列电阻由数字电位器AD5235替代, 其余的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用标称电阻,无需用数字电位器替代。用数字电位器 分别替代电阻,需遵循以上替代原则。附图6中的电阻用附图7中的数字电位器分别替代, 需遵循以上替代原则,具体对应关系如下
附图6中电阻R1用附图7中数字电位器1U1A替代;
附图6中电阻R2用附图7中数字电位器1U1B替代;
附图6中电阻R3用附图7中数字电位器1U3A替代;
附图6中电阻R5用附图7中数字电位器1U2A替代;
附图6中电阻R6用附图7中数字电位器1U3B替代;附图6中电阻R9用附图7中数字电位器1U5A替代; 附图6中电阻R10用附图7中数字电位器1U5B替代; 附图6中电阻R11用附图7中数字电位器1U4A替代; 附图6中电阻R13用附图7中数字电位器1U2B替代; 附图6中电阻R14用附图7中数字电位器1U4B替代; 附图6中电阻R17用附图7中数字电位器1U6A替代。 五阶椭圆函数可编程低通滤波器具有可编程性能,用数字电位器替代电阻后,根据每个 电阻所需的参数值可按下式逐一计算出配置值
其中^W为数字电位器最大值,W^为参数值,"为配置值 通过串行接口 ,将配置值分别配置到每个数字电位器中去。
除上述实施例外,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本实用新型要求 的保护范围。
权利要求1、一种可编程低噪声模拟滤波器,其特征在于该滤波器的基本单元为二阶滤波器和奇数阶可编程低噪声模拟滤波器,采用四通道甚低噪声运算放大器,低噪声运算放大器外围采用用于替代高精度和非标系列电阻的数字电位器;所有的数字电位器通过雏菊花链结构串联在一起。
2、 根据权利要求1所述的可编程低噪声模拟滤波器,其特征是所述奇数阶可编程低 噪声模拟滤波器为奇数阶可编程低噪声高通滤波器。
3、 根据权利要求1所述的可编程低噪声模拟滤波器,其特征是所述奇数阶可编程低 噪声模拟滤波器为奇数阶可编程低噪声低通滤波器。
4、 根据权利要求1或2或3所述的可编程低噪声模拟滤波器,其特征是所述奇数阶可编程低噪声模拟滤波器的每个电阻所需的参数值可按下式逐一计算出配置值 r_ 1024x^—50)其中i ^为数字电位器最大值,W,为参数值,Z)为配置值。
5、 根据权利要求1所述的可编程低噪声模拟滤波器,其特征是所述数字电位器内含两个通道,管脚6和管脚7连在一起,管脚10和管脚11连在一起,管脚7和管脚8之间成 为一个可调电阻,管脚9和管脚IO之间成为另一个可调电阻。
6、 根据权利要求1所述的可编程低噪声模拟滤波器,其特征是所述二阶滤波器选用 双二次型椭圆函数滤波器。
专利摘要本实用新型涉及一种可编程低噪声模拟滤波器,该滤波器的基本单元为二阶滤波器和奇数阶可编程低噪声模拟滤波器,采用四通道甚低噪声运算放大器,低噪声运算放大器外围采用用于替代高精度和非标系列电阻的数字电位器;所有的数字电位器通过雏菊花链结构串联在一起,通过串行接口进行配置。本实用新型有益的效果是可编程低噪声模拟滤波器可以在一定范围内可调整其中的参数,通过改变各数字电位器的阻值,实现滤波器的可编程性能。滤波器阶数越高,需要串联的数字电位器越多。应用在需要改变有源滤波器频带特性的场合,避免了必须调整硬件所带来的各种弊端。
文档编号H03H11/12GK201435716SQ20092011669
公开日2010年3月31日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者李小英, 平 王, 蒋国军, 陈子龙 申请人:中国船舶重工集团公司第七一五研究所