1、在电子系统里滤波器是很见的组成部分,可以通过 R,L,C 的搭配组成各种滤波电路。一阶RC 滤波器的截止频率等于1/2*pi*RC.,R,C,L 串联可以搭建二阶带通滤波器等等。在电源处理时经常会用到滤波器。为了保证输入到芯片的电源电压的稳定,通常的做法是在 VCC 和地之间跨接一个大电容和一个小电容并联。也可以采用 RC 滤波的方式来实现电源的稳定,最好不要在电路板电源的根部采用 RC 滤波,而是在需要电源滤波的芯片处采用 RC 滤波,因为电阻的存在必然导致分压,如果在电源根部 RC 滤波电路板整个板子的电流大的话会在 R 上形成很大的压降,导致输出电压变小,而在芯片根处采用 RC 滤波,一
2、般芯片的工作电流在几十 mA,这时 R 的选择余地会比较大,而且滤波效果较好。LC 滤波我不经常使用,不是很了解,不知道大家的理解如何。最近使用了美信的可编程滤波器和引脚可配置滤波器,它们采用都是开关电容滤波器。这幅图说的比较清楚,实际上就是用开关电容(SC)来取代电阻器,开关 K 置于左边时,信号电压源 u1向电容器 C1充电; K 倒向右边时,电容器 C1向电压源 u2放电。当开关以高于信号的频率 fc 工作时 ,使 C1在 u1和 u2的两个电压节点之间交替换接 ,那么 C1在 u1、u2之间传递的电荷可形成平均电流 I=fC1(u1u2),相当于图1a 的 u1和 u2之间接入了一个等
3、效电阻,其值为1/fC 1。推导是这样的:在信号源向电容充电时 Q=C1*U,然后这个电流供给运放使用,因此平均电流为 I=C1*U/T,如果 T 足够短,可以近似认为这个过程是连续的,因而可以在两节点间定义一个等效电路 Req=U/I=T/C1=1/f*C1。这个电路的等效时间常数就是=RC2=C2/f*C1.我开始使用的是 MAX274,这款开关电容滤波器是通过改变引脚的电阻值来改变中心频率 f0,增益 G,带宽 Q。它不需要外接时钟信号来提供开关频率用,估计是采用了内部RC 振荡电路。设计 MAX274是美信官网上有个辅助软件,把所需的参数输进去,会自动计算出各个电阻的阻值,实践发现即使
4、自己搭电路的阻值取得跟软件计算出的阻值有一点差别,中心频率等差别也不会很大。后来觉得274改变参数太麻烦,采用了另外一款开关电容滤波器 MAX262,这是个引脚可编程滤波器,使用起来非常方便,需要外接时钟信号提供 f。这样的好处是开关频率非常稳,使得中心频率也能够做到跟设定值1%的误差。使用 MAX262也有个辅助软件,但我觉得这个软件计算的 MAX262的参数值是错的,还是以数据手册为准!使用 MAX262也很方便,就是往寄存器里写入几个值(应该是 ROM 型,掉电不丢失) ,通过给定的时钟频率,然后除以想要的中心频率,得出的 N 值写出寄存器就可以了,N 通过查表可以得到,这样可以设定 F0.同时可以设定 Q,Q 对应的也有 N 值,写到对应的寄存器里。Q 值一方面是带宽,另一方面也等于放大倍数。只要时序正确,写入数据也不困难。在使用中也遇到了一些问题:这就是像这些滤波器的增益千万不要调的太大,比如1000倍,因为这时候当输入引脚有噪声存在时,噪声中肯定有你设定的中心频率 F0的分量,由于滤波器的优异性能,它会把噪声里的 F0分量给放大出来到输出端,导致有效信号反而无法检测,这也是使用过程中应该留意的!