一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器，该抗混叠带通滤波器包括：两片连续时间有源滤波器芯片、同相放大器和衰减电阻；所述的两片连续时间有源滤波器芯片串联在一起，每个连续时间有源滤波器芯片的管脚输入端和管脚输出端在对应位置分别连接三个电阻构成三组连接电阻，其中两组连接电阻分别用于决定带通滤波的中心频率和带通滤波的Q值，另一组连接电阻决定滤波增益，衰减电阻的输出端与该组连接电阻连接，其输入端与同相放大器连接。利用本实用新型的抗混叠带通滤波器的中心工作频率能够达到500kHz，且幅频特性的矩形系数能满足带通采样抗混叠滤波要求。
【专利说明】一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及滤波器【技术领域】，特别涉及一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器。
【背景技术】
[0002]随着海洋开发的不断升温，高频图像声纳的需求越来越多。图像声纳接收机输出的模拟信号在模/数(A/D)转换前必须有抗混叠滤波器。
[0003]与常见的开关电容滤波器相比，连续时间有源滤波器没有开关时钟，因而连续时间有源滤波器比开关电容滤波器具有更低的噪声和更大的动态范围。目前在声纳接收机中抗混叠滤波器广泛采用连续时间有源专用滤波器芯片，如MAXM公司生产的MAX274/MAX275和Linear Technology公司生产的LTC1562等专用滤波器芯片，但这些专用滤波器芯片用作带通滤波器时中心频率上限为300kHz (见这些芯片的PDF文档说明)，不能满足工作频率为300kHz?500kHz的高频图像声纳的要求。研制工作频率为300kHz?500k Hz高频图像声纳接收机的抗混叠滤波器一般采用运放，但采用运放的带通滤波器难以满足频谱抗混叠要求，主要是该滤波器幅频特性的矩形系数难以达到5以下，尤其是后面模/数转换(A/D)进行带通采样时对抗混叠带通滤波器幅频特性的矩形系数要求更高。
[0004]综上所述，研制幅频特性的矩形系数小于5、中心工作频率为300kHz?500k Hz连续时间有源带通滤波器对于高频图像声纳尤其迫切，该技术对于同样工作频率的其它【技术领域】也很有用。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于，为解决现有技术中所应用的抗混叠滤波器存在着上述技术问题，提供一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器，利用本实用新型的抗混叠带通滤波器的中心工作频率能够达到500kHz，且幅频特性的矩形系数能满足带通采样抗混叠滤波要求。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器，该抗混叠带通滤波器包括:两片连续时间有源滤波器芯片、同相放大器和衰减电阻；所述的两片连续时间有源滤波器芯片串联在一起，每个连续时间有源滤波器芯片的管脚输入端和管脚输出端在对应位置分别连接三个电阻构成三组连接电阻，其中两组连接电阻分别用于决定带通滤波的中心频率和带通滤波的Q值，另一组连接电阻决定滤波增益，衰减电阻的输出端与该组连接电阻连接，其输入端与同相放大器连接。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述连续时间有源滤波器芯片采用MAX275型
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[0008]本实用新型的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器优点在于:通过将两片连续时间有源带通滤波器芯片的性能决定电阻由原来的四组共16个电阻减少到本实用新型的三组共12个电阻，使抗混叠带通滤波器的中心工作频率由300kHz的上限扩展到500kHz ;同时，为了防止由于阻值变小所导致灌入芯片的输入电流超负荷，使其烧毁，在决定滤波增益的一组连接电阻进行电流输入前，需通过衰减电阻进行衰减，而在衰减前还需要同相放大器在进行缓冲隔离时提供一定的增益以补偿后面的衰减。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例中的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器的电路图。
[0010]图2为本实用新型实施例中的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器的幅频特性曲线图。
[0011]图3为本实用新型实施例中的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器的相频特性曲线图。
[0012]图4为本实用新型实施例中的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型所述一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器进行详细说明。
[0014]本实用新型的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器，该抗混叠带通滤波器包括:两片连续时间有源滤波器芯片、同相放大器和衰减电阻；所述的两片连续时间有源滤波器芯片串联在一起，每个连续时间有源滤波器芯片的管脚输入端和管脚输出端在对应位置分别连接三个电阻构成三组连接电阻，其中两组连接电阻分别用于决定带通滤波的中心频率和带通滤波的Q值，另一组连接电阻决定滤波增益，衰减电阻的输出端与该组连接电阻连接，其输入端与同相放大器连接。
[0015]在数字化双频(IOOkHz和500kHz)侧扫声纳的研制过程中，500kHz的左、右侧侧扫声纳接收机需要一种高性能、低噪声、尤其能满足带通采样抗混叠滤波要求的连续时间有源带通滤波器。在本实施例中，以用于高频为500kHz的左、右侧侧扫声纳接收机的滤波器为例，对本实用新型的抗混叠带通滤波器进行说明。
[0016]如图1所示，所述抗混叠带通滤波器中的两片连续时间有源滤波器芯片均采用MAX275型芯片。每片MAX275型芯片包含两个相同的二阶滤波器部分，两片MAX275芯片串接起来能够实现八阶带外衰减大于40dB的Butterworth、Chebyshev和Bessel滤波器的响应，具有低通、带通或高通滤波功能。每片MAX275芯片的管脚输入端和管脚输出端在对应位置分别连接三个电阻，两片MAX275芯片共连接12个电阻，在图1中分别用RX1、RX2及RX3表示(其中X分别为A、B、C和D，下同)；RX1决定滤波增益，RX2决定带通滤波的中心频率，RX3决定带通滤波的Q值。按照图1标示的各元器件数值连接的电路，通过将两片MAX275芯片的性能决定电阻由原来的四组共16个电阻减少到本实用新型的三组共12个电阻，使抗混叠带通滤波器的中心工作频率由300kHz的上限扩展到500kHz,能实现中心频率为500kHz、矩形系数为3.8的抗混叠带通滤波器。另外，由于中心工作频率的提高，RX1、RX2和RX3的阻值变小，为了防止灌入MAX275芯片的输入电流过大而烧毁芯片，在RAl和RCl进行电流输入前，需通过衰减电阻进行衰减，同时在衰减前用运放组成同相放大器，该同相放大器在进行缓冲隔离时能提供一定的增益以补偿后面的衰减。
[0017]如图4所示，在本实施例中两片MAX275芯片的输入端均连接同相放大器及衰减电阻，为了防止灌入MAX275芯片的输入电流过大而烧毁芯片，在每片MAX275芯片前插入衰减电阻进行电流衰减，同时在衰减电阻前用运放组成的同相放大器，该同相放大器将输入信号与MAX275芯片隔离起来，减少输入信号对MAX275芯片的影响，同时在缓冲隔离时能提供一定的增益以补偿后面的电流衰减。
[0018]图2示出了上述实施例中的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器的幅频特性曲线，横坐标为抗混叠带通滤波器的电路输入线性扫频信号的频率变化情况，纵坐标为对应输入线性扫频信号的各个频率点输出信号相对于输入信号的增益。图2表明本实用新型电路的幅频特性具有带通滤波的功能，该带通滤波器的中心工作频率为500kHz，通频带为480kHz?520kHz，矩形系数为3.8。
[0019]图3示出了在图2中幅频特性曲线图的基础上绘出的相频特性曲线，横坐标为抗混叠带通滤波器的电路输入线性扫频信号的频率变化情况，纵坐标为抗混叠带通滤波器的电路输出信号相对于输入信号的相移，从图3可以看出在通频带为480kHz?520kHz的范围内相频曲线线性度良好。图2和图3表明，本实用新型实施例中的一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器确实将MAX275型芯片的中心工作频率300kHz的上限扩展到500kHz，幅频特性曲线和相频特性曲线完全符合双频侧扫声纳500kHz左、右侧接收机对带通滤波的要求。
[0020]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器，其特征在于，该抗混叠带通滤波器包括:两片连续时间有源滤波器芯片、同相放大器和衰减电阻；所述的两片连续时间有源滤波器芯片串联在一起，每个连续时间有源滤波器芯片的管脚输入端和管脚输出端在对应位置分别连接三个电阻构成三组连接电阻，其中两组连接电阻分别用于决定带通滤波的中心频率和带通滤波的Q值，另一组连接电阻决定滤波增益，衰减电阻的输出端与该组连接电阻连接，其输入端与同相放大器连接。
2.根据权利要求1所述的基于连续时间有源滤波器芯片的抗混叠带通滤波器，其特征在于，所述连续时间有源滤波器芯片采用MAX275型芯片。
【文档编号】H03H9/46GK203590174SQ201320756817
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】何先忠 申请人:中国科学院声学研究所