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使用單片通用有源濾波器 IC 加速物聯(lián)網(wǎng)模擬前端設(shè)計(jì)

2512934 2022-11-25 | pdf | 318.96KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，這似乎很簡(jiǎn)單——只需將傳感器或射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并從那里開(kāi)始工作。但沒(méi)那么快：它仍然是一個(gè)模擬世界，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的那些輸入需要進(jìn)行頻帶限制以防止混疊。同樣，需要對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 的輸出進(jìn)行濾波以減少諧波并消除“尖峰”。為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，這似乎很簡(jiǎn)單——只需將傳感器或射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并從那里開(kāi)始工作。但沒(méi)那么快：它仍然是一個(gè)模擬世界，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的那些輸入需要進(jìn)行頻帶限制以防止混疊。同樣，需要對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 的輸出進(jìn)行濾波以減少諧波并消除“尖峰”。然而，雖然上市時(shí)間和模擬專業(yè)知識(shí)越來(lái)越有限，但濾波器類型、滾降、可靠性和準(zhǔn)確性方面的設(shè)計(jì)限制仍然存在，不能妥協(xié)。然而，雖然上市時(shí)間和模擬專業(yè)知識(shí)越來(lái)越有限，但濾波器類型、滾降、可靠性和準(zhǔn)確性方面的設(shè)計(jì)限制仍然存在，不能妥協(xié)。為了同時(shí)滿足性能和設(shè)計(jì)要求，通用有源濾波器是一個(gè)很好的解決方案。這些用于模擬濾波器的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建塊提供靈活的濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、快速的設(shè)計(jì)周期和有效的頻帶限制，以解決無(wú)數(shù)的頻帶限制要求。為了同時(shí)滿足性能和設(shè)計(jì)要求，通用有源濾波器是一個(gè)很好的解決方案。這些用于模擬濾波器的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建塊提供靈活的濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、快速的設(shè)計(jì)周期和有效的頻帶限制，以解決無(wú)數(shù)的頻帶限制要求。本文將描述對(duì)有源前端濾波的需求及其典型的設(shè)計(jì)要求、約束和權(quán)衡。然后將介紹三種通用有源濾波器類型、它們的顯著特征以及如何正確使用它們以獲得最佳效果。本文將描述對(duì)有源前端濾波的需求及其典型的設(shè)計(jì)要求、約束和權(quán)衡。然后將介紹三種通用有源濾波器類型、它們的顯著特征以及如何正確使用它們以獲得最佳效果。應(yīng)用過(guò)濾器應(yīng)用過(guò)濾器應(yīng)在傳感器的緩沖放大器和 ADC 之間安裝抗混疊濾波器或帶阻濾波器（圖 1）。應(yīng)在傳感器的緩沖放大器和 ADC 之間安裝抗混疊濾波器或帶阻濾波器（圖 1）。圖 1：傳感器和 ADC 之間的濾波在物聯(lián)網(wǎng)中起著關(guān)鍵作用，可防止混疊并消除雜散信號(hào)拾取，從而提高信號(hào)質(zhì)量。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）圖 1：傳感器和 ADC 之間的濾波在物聯(lián)網(wǎng)中起著關(guān)鍵作用，可防止混疊并消除雜散信號(hào)拾取，從而提高信號(hào)質(zhì)量。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）濾波器必須放置在傳感器的 ADC 之前，以限制 ADC 輸入的帶寬。將它放在傳感器緩沖區(qū)之后可以最大限度地減少由于過(guò)濾器而對(duì)傳感器造成的任何負(fù)載。在此位置，濾波器可以對(duì)傳感器輸出進(jìn)行頻帶限制并消除雜散信號(hào)。濾波器必須放置在傳感器的 ADC 之前，以限制 ADC 輸入的帶寬。將它放在傳感器緩沖區(qū)之后可以最大限度地減少由于過(guò)濾器而對(duì)傳感器造成的任何負(fù)載。在此位置，濾波器可以對(duì)傳感器輸出進(jìn)行頻帶限制并消除雜散信號(hào)。混疊混疊將模擬信號(hào)數(shù)字化需要以大于信號(hào)中存在的最高頻率分量?jī)杀兜乃俾蕦?duì)其進(jìn)行采樣，以便無(wú)誤地恢復(fù)信號(hào)。如果模擬信號(hào)的采樣頻率低于其最高頻率的兩倍，則會(huì)發(fā)生混疊形式的頻譜失真（圖 2）。將模擬信號(hào)數(shù)字化需要以大于信號(hào)中存在的最高頻率分量?jī)杀兜乃俾蕦?duì)其進(jìn)行采樣，以便無(wú)誤地恢復(fù)信號(hào)。如果模擬信號(hào)的采樣頻率低于其最高頻率的兩倍，則會(huì)發(fā)生混疊形式的頻譜失真（圖 2）。圖 2：查看頻域中的采樣過(guò)程表明，以小于兩倍的信號(hào)帶寬進(jìn)行采樣會(huì)導(dǎo)致由于混疊導(dǎo)致的頻譜失真。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）圖 2：查看頻域中的采樣過(guò)程表明，以小于兩倍的信號(hào)帶寬進(jìn)行采樣會(huì)導(dǎo)致由于混疊導(dǎo)致的頻譜失真。