可編程低噪聲模擬濾波器的製作方法
2023-12-07 17:50:06
專利名稱：可編程低噪聲模擬濾波器的製作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及有源濾波器領域，主要是一種可編程低噪聲模擬濾波器。
背景技術：
可編程低噪聲模擬濾波器，屬於有源濾波器技術領域。通過選用低噪聲運放和阻容元件 組成的有源濾波器來實現設備低噪聲要求。有源濾波器設計方便、頻率穩定性好，為了完成 一定的濾波功能，必須選用特定參數的阻容元件值，其中電阻大部分是非標的，常通過電阻 的串、並聯來實現。隨著濾波器階數的增加，對元件的精度要求越高，用電阻串、並聯的方 法很難保證電阻的精度，從而影響到濾波器的性能。不同設備對濾波器的要求有較大的差異， 而且同種設備根據不同應用場合有時需要改變濾波器參數，目前的濾波器不能滿足上述的需 要。
發明內容
本實用新型要解決上述現有技術的缺點，提供一種高精度，高性能的可編程低噪聲模擬 濾波器。
本實用新型解決其技術問題採用的技術方案這種可編程低噪聲模擬濾波器，該濾波器 的基本單元為二階濾波器和奇數階可編程低噪聲模擬濾波器，採用四通道甚低噪聲運算放大
器，低噪聲運算放大器外圍採用用於替代高精度和非標系列電阻的數字電位器；所有的數字
電位器通過雛菊花鏈結構串聯在一起，，通過串行接口進行配置。
所述奇數階可編程低噪聲模擬濾波器為奇數階可編程低噪聲高通濾波器。 所述奇數階可編程低噪聲模擬濾波器為奇數階可編程低噪聲低通濾波器。 所述數字電位器內含兩個通道，管腳6和管腳7連在一起，管腳10和管腳11連在一起，
管腳7和管腳8之間成為一個可調電阻，管腳9和管腳10之間成為另一個可調電阻。
本實用新型有益的效果是可編程低噪聲模擬濾波器可以在一定範圍內可調整其中的參
數，通過改變各數字電位器的阻值，實現濾波器的可編程性能。濾波器階數越高，需要串
聯的數字電位器越多。應用在需要改變有源濾波器頻帶特性的場合，避免了必須調整硬體所
帶來的各種弊端。
圖1是二階雙二次型橢圓函數模擬濾波器電路圖2是奇數階低通濾波器電路圖3是奇數階高通濾波器電路圖4是五階橢圓函數高通濾波器電路圖5是本實用新型五階橢圓函數可編程高通濾波器電路圖； 圖6是五階橢圓函數低通濾波器電路圖7是本實用新型五階橢圓函數可編程低通濾波器電路圖8是本實用新型可編程低噪聲模擬濾波器的主要外圍接口關係。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
如圖所示，這種可編程低噪聲模擬濾波器，其基本單元主要為二階濾波器和奇數階可編 程低噪聲模擬濾波器，二階濾波器選用雙二次型橢圓函數濾波器。將2個二階濾波器和1個 奇數階可編程低噪聲模擬濾波器級聯在一起，選用四通道甚低噪聲運算放大器0P470，奇數 階可編程低噪聲模擬濾波器為奇數階可編程低噪聲高通濾波器或奇數階可編程低噪聲低通 濾波器。將低噪聲運算放大器外圍所需的R1、 R2、 R3、 R5、 R6、 R9、 RIO、 Rll、 R13、 R14、 R17等高精度、非標系列電阻由數字電位器AD5235替代，其餘的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用標稱電阻，無需用數字電位器替代。所有數字電位器AD5235通過雛菊花鏈結構串聯 在一起，通過串行接口進行配置，改變各數字電位器的阻值，實現濾波器的可編程性能。 數字電位器AD5235內含兩個通道，管腳6和管腳7連在一起，管腳10和管腳11連在一起， 管腳7和管腳8之間成為一個可調電阻，管腳9和管腳10之間成為另 一個可調電阻。
可編程低噪聲模擬濾波器的主要外圍接口關係，具有以下接口
信號引腳濾波器輸入端； 濾波器輸出端； 地；
串行接口串行輸入端；
4串行輸出端； 片選信號； 準備信號； 時鐘信號；
6個數字電位器，每個數字電位器具有串行輸入端、串行輸出端、片選信號CS、時鐘信 號CLK、防寫信號WP和預置信號PR，各個數字電位器的防寫信號WP和預置信號PR接 正電源，第一個數字電位器多一個準備信號RDY，作為濾波器的準備信號。各個數字電位器 的時鐘信號CLK、片選信號CS分別接在一起，作為濾波器的時鐘信號、片選信號。各個數字 電位器的串行端子通過雛菊花鏈結構串聯在一起，即第一個數字電位器的串行輸入端作為濾 波器的串行輸入端，第一個數字電位器的串行輸出端連第二個數字電位器的串行輸入端，第 二個數字電位器的串行輸出端連第三個數字電位器的串行輸入端，第三個數字電位器的串行 輸出端連第四個數字電位器的串行輸入端，第四個數字電位器的串行輸出端連第五個數字電 位器的串行輸入端，第五個數字電位器的串行輸出端連第六個數字電位器的串行輸入端，第 六個數字電位器的串行輸出端作為濾波器的串行輸出端。
五階橢圓函數可編程高通濾波器實現方式將低噪聲運算放大器外圍所需的Rl、 R2、 R3、 R5、 R6、 R9、 RIO、 Rll、 R13、 R14、 R17等高精度、非標系列電阻由數字電位器AD5235替代， 其餘的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用標稱電阻，無需用數字電位器替代。用數字電位器 分別替代電阻，需遵循以上替代原則。以附圖4中電阻R1和R2如何用附圖5中數字電位器 1U1替代進行詳細說明
如附圖4中Rl —端連輸入IN端，Rl另一端連N2A的反相輸入端，在附圖5中用1U1的 管腳7和管腳8之間體現出的電阻(用1U1A表示)來替代Rl，即1U1的7腳連輸入IN端， 1U1的8腳連N2A的反相輸入端，在附圖4中電阻Rl的下面用斜體字加了注釋1U1A，表明 了 Rl和1U1A的對應關係。
如附圖4中R2 —端連N2A的反相輸入端，R2另一端連N2A的輸出端，在附圖5中用1U1 的管腳9和管腳10之間體現出的電阻(用1U1B表示)來替代R2，即1U1的10腳連N2A的 反相輸入端，1U1的9腳連N2A的輸出端。
5附圖4中其它電阻分別用附圖5中的數字電位器替代，用數字電位器替代電阻時需遵循
以上替代原則，具體對應關係如下
附圖4中電阻R3用附圖5中數字電位器1U3A替代；
附圖4中電阻R5用附圖5中數字電位器1U2A替代；
附圖4中電阻R6用附圖5中數字電位器1U3B替代；
附圖4中電阻R9用附圖5中數字電位器1U5A替代；
附圖4中電阻R10用附圖5中數字電位器1U5B替代；
附圖4中電阻R11用附圖5中數字電位器1U4A替代；
附圖4中電阻R13用附圖5中數字電位器1U2B替代；
附圖4中電阻R14用附圖5中數字電位器1U4B替代；
附圖4中電阻R17用附圖5中數字電位器1U6A替代。
五階橢圓函數可編程高通濾波器具有可編程性能，用數字電位器替代電阻後，根據每個
電阻所需的參數值可按下式逐一計算出配置值 r — 1024x(i TO-50)
"/IS
其中W^為數字電位器最大值，^w為參數值，D為配置值 通過串行接口 ，將配置值分別配置到每個數字電位器中去。
五階橢圓函數可編程低通濾波器實現方式將低噪聲運算放大器外圍所需的Rl、 R2、 R3、 R5、 R6、 R9、 RIO、 Rll、 R13、 R14、 R17等高精度、非標系列電阻由數字電位器AD5235替代， 其餘的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用標稱電阻，無需用數字電位器替代。用數字電位器 分別替代電阻，需遵循以上替代原則。附圖6中的電阻用附圖7中的數字電位器分別替代， 需遵循以上替代原則，具體對應關係如下
附圖6中電阻R1用附圖7中數字電位器1U1A替代；
附圖6中電阻R2用附圖7中數字電位器1U1B替代；
附圖6中電阻R3用附圖7中數字電位器1U3A替代；
附圖6中電阻R5用附圖7中數字電位器1U2A替代；
附圖6中電阻R6用附圖7中數字電位器1U3B替代；附圖6中電阻R9用附圖7中數字電位器1U5A替代； 附圖6中電阻R10用附圖7中數字電位器1U5B替代； 附圖6中電阻R11用附圖7中數字電位器1U4A替代； 附圖6中電阻R13用附圖7中數字電位器1U2B替代； 附圖6中電阻R14用附圖7中數字電位器1U4B替代； 附圖6中電阻R17用附圖7中數字電位器1U6A替代。 五階橢圓函數可編程低通濾波器具有可編程性能，用數字電位器替代電阻後，根據每個 電阻所需的參數值可按下式逐一計算出配置值
其中^W為數字電位器最大值，W^為參數值，"為配置值 通過串行接口 ，將配置值分別配置到每個數字電位器中去。
除上述實施例外，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求 的保護範圍。
權利要求1、一種可編程低噪聲模擬濾波器，其特徵在於該濾波器的基本單元為二階濾波器和奇數階可編程低噪聲模擬濾波器，採用四通道甚低噪聲運算放大器，低噪聲運算放大器外圍採用用於替代高精度和非標系列電阻的數字電位器；所有的數字電位器通過雛菊花鏈結構串聯在一起。
2、 根據權利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特徵是所述奇數階可編程低 噪聲模擬濾波器為奇數階可編程低噪聲高通濾波器。
3、 根據權利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特徵是所述奇數階可編程低 噪聲模擬濾波器為奇數階可編程低噪聲低通濾波器。
4、 根據權利要求1或2或3所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特徵是所述奇數階可編程低噪聲模擬濾波器的每個電阻所需的參數值可按下式逐一計算出配置值 r_ 1024x^—50)其中i ^為數字電位器最大值，W,為參數值，Z)為配置值。
5、 根據權利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特徵是所述數字電位器內含兩個通道，管腳6和管腳7連在一起，管腳10和管腳11連在一起，管腳7和管腳8之間成 為一個可調電阻，管腳9和管腳IO之間成為另一個可調電阻。
6、 根據權利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特徵是所述二階濾波器選用 雙二次型橢圓函數濾波器。
專利摘要本實用新型涉及一種可編程低噪聲模擬濾波器，該濾波器的基本單元為二階濾波器和奇數階可編程低噪聲模擬濾波器，採用四通道甚低噪聲運算放大器，低噪聲運算放大器外圍採用用於替代高精度和非標系列電阻的數字電位器；所有的數字電位器通過雛菊花鏈結構串聯在一起，通過串行接口進行配置。本實用新型有益的效果是可編程低噪聲模擬濾波器可以在一定範圍內可調整其中的參數，通過改變各數字電位器的阻值，實現濾波器的可編程性能。濾波器階數越高，需要串聯的數字電位器越多。應用在需要改變有源濾波器頻帶特性的場合，避免了必須調整硬體所帶來的各種弊端。
文檔編號H03H11/12GK201435716SQ20092011669
公開日2010年3月31日 申請日期2009年3月26日 優先權日2009年3月26日
發明者李小英, 平 王, 蔣國軍, 陳子龍 申請人:中國船舶重工集團公司第七一五研究所