專利名稱：可編程低噪聲模擬濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及有源濾波器領(lǐng)域，主要是一種可編程低噪聲模擬濾波器。
背景技術(shù)：
可編程低噪聲模擬濾波器，屬于有源濾波器技術(shù)領(lǐng)域。通過選用低噪聲運(yùn)放和阻容元件 組成的有源濾波器來實(shí)現(xiàn)設(shè)備低噪聲要求。有源濾波器設(shè)計(jì)方便、頻率穩(wěn)定性好，為了完成 一定的濾波功能，必須選用特定參數(shù)的阻容元件值，其中電阻大部分是非標(biāo)的，常通過電阻 的串、并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。隨著濾波器階數(shù)的增加，對元件的精度要求越高，用電阻串、并聯(lián)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(shè)備對濾波器的要求有較大的差異， 而且同種設(shè)備根據(jù)不同應(yīng)用場合有時(shí)需要改變?yōu)V波器參數(shù)，目前的濾波器不能滿足上述的需 要。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高精度，高性能的可編程低噪聲模擬 濾波器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)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(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器，采用四通道甚低噪聲運(yùn)算放大
器，低噪聲運(yùn)算放大器外圍采用用于替代高精度和非標(biāo)系列電阻的數(shù)字電位器；所有的數(shù)字
電位器通過雛菊花鏈結(jié)構(gòu)串聯(lián)在一起，，通過串行接口進(jìn)行配置。
所述奇數(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器為奇數(shù)階可編程低噪聲高通濾波器。 所述奇數(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器為奇數(shù)階可編程低噪聲低通濾波器。 所述數(shù)字電位器內(nèi)含兩個(gè)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(gè)可調(diào)電阻，管腳9和管腳10之間成為另一個(gè)可調(diào)電阻。
本實(shí)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范圍內(nèi)可調(diào)整其中的參
數(shù)，通過改變各數(shù)字電位器的阻值，實(shí)現(xiàn)濾波器的可編程性能。濾波器階數(shù)越高，需要串
聯(lián)的數(shù)字電位器越多。應(yīng)用在需要改變有源濾波器頻帶特性的場合，避免了必須調(diào)整硬件所
帶來的各種弊端。

圖1是二階雙二次型橢圓函數(shù)模擬濾波器電路圖2是奇數(shù)階低通濾波器電路圖3是奇數(shù)階高通濾波器電路圖4是五階橢圓函數(shù)高通濾波器電路圖5是本實(shí)用新型五階橢圓函數(shù)可編程高通濾波器電路圖； 圖6是五階橢圓函數(shù)低通濾波器電路圖7是本實(shí)用新型五階橢圓函數(shù)可編程低通濾波器電路圖8是本實(shí)用新型可編程低噪聲模擬濾波器的主要外圍接口關(guān)系。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)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(shù)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(shù)濾波器。將2個(gè)二階濾波器和1個(gè) 奇數(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器級聯(lián)在一起，選用四通道甚低噪聲運(yùn)算放大器0P470，奇數(shù) 階可編程低噪聲模擬濾波器為奇數(shù)階可編程低噪聲高通濾波器或奇數(shù)階可編程低噪聲低通 濾波器。將低噪聲運(yùn)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(biāo)系列電阻由數(shù)字電位器AD5235替代，其余的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用標(biāo)稱電阻，無需用數(shù)字電位器替代。所有數(shù)字電位器AD5235通過雛菊花鏈結(jié)構(gòu)串聯(lián) 在一起，通過串行接口進(jìn)行配置，改變各數(shù)字電位器的阻值，實(shí)現(xiàn)濾波器的可編程性能。 數(shù)字電位器AD5235內(nèi)含兩個(gè)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(gè)可調(diào)電阻，管腳9和管腳10之間成為另 一個(gè)可調(diào)電阻。
可編程低噪聲模擬濾波器的主要外圍接口關(guān)系，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(zhǔn)備信號； 時(shí)鐘信號；
6個(gè)數(shù)字電位器，每個(gè)數(shù)字電位器具有串行輸入端、串行輸出端、片選信號CS、時(shí)鐘信 號CLK、寫保護(hù)信號WP和預(yù)置信號PR，各個(gè)數(shù)字電位器的寫保護(hù)信號WP和預(yù)置信號PR接 正電源，第一個(gè)數(shù)字電位器多一個(gè)準(zhǔn)備信號RDY，作為濾波器的準(zhǔn)備信號。各個(gè)數(shù)字電位器 的時(shí)鐘信號CLK、片選信號CS分別接在一起，作為濾波器的時(shí)鐘信號、片選信號。各個(gè)數(shù)字 電位器的串行端子通過雛菊花鏈結(jié)構(gòu)串聯(lián)在一起，即第一個(gè)數(shù)字電位器的串行輸入端作為濾 波器的串行輸入端，第一個(gè)數(shù)字電位器的串行輸出端連第二個(gè)數(shù)字電位器的串行輸入端，第 二個(gè)數(shù)字電位器的串行輸出端連第三個(gè)數(shù)字電位器的串行輸入端，第三個(gè)數(shù)字電位器的串行 輸出端連第四個(gè)數(shù)字電位器的串行輸入端，第四個(gè)數(shù)字電位器的串行輸出端連第五個(gè)數(shù)字電 位器的串行輸入端，第五個(gè)數(shù)字電位器的串行輸出端連第六個(gè)數(shù)字電位器的串行輸入端，第 六個(gè)數(shù)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(shù)可編程高通濾波器實(shí)現(xiàn)方式將低噪聲運(yùn)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(biāo)系列電阻由數(shù)字電位器AD5235替代， 其余的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用標(biāo)稱電阻，無需用數(shù)字電位器替代。用數(shù)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(shù)字電位器 1U1替代進(jìn)行詳細(xì)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(xiàn)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(yīng)關(guān)系。
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(xiàn)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(shù)字電位器替代，用數(shù)字電位器替代電阻時(shí)需遵循
以上替代原則，具體對應(yīng)關(guān)系如下
附圖4中電阻R3用附圖5中數(shù)字電位器1U3A替代；
附圖4中電阻R5用附圖5中數(shù)字電位器1U2A替代；
附圖4中電阻R6用附圖5中數(shù)字電位器1U3B替代；
附圖4中電阻R9用附圖5中數(shù)字電位器1U5A替代；
附圖4中電阻R10用附圖5中數(shù)字電位器1U5B替代；
附圖4中電阻R11用附圖5中數(shù)字電位器1U4A替代；
附圖4中電阻R13用附圖5中數(shù)字電位器1U2B替代；
附圖4中電阻R14用附圖5中數(shù)字電位器1U4B替代；
附圖4中電阻R17用附圖5中數(shù)字電位器1U6A替代。
五階橢圓函數(shù)可編程高通濾波器具有可編程性能，用數(shù)字電位器替代電阻后，根據(jù)每個(gè)
電阻所需的參數(shù)值可按下式逐一計(jì)算出配置值 r — 1024x(i TO-50)
"/IS
其中W^為數(shù)字電位器最大值，^w為參數(shù)值，D為配置值 通過串行接口 ，將配置值分別配置到每個(gè)數(shù)字電位器中去。
五階橢圓函數(shù)可編程低通濾波器實(shí)現(xiàn)方式將低噪聲運(yùn)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(biāo)系列電阻由數(shù)字電位器AD5235替代， 其余的R4、 R7、 R8、 R12、 R15、 R16仍用標(biāo)稱電阻，無需用數(shù)字電位器替代。用數(shù)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(shù)字電位器分別替代， 需遵循以上替代原則，具體對應(yīng)關(guān)系如下
附圖6中電阻R1用附圖7中數(shù)字電位器1U1A替代；
附圖6中電阻R2用附圖7中數(shù)字電位器1U1B替代；
附圖6中電阻R3用附圖7中數(shù)字電位器1U3A替代；
附圖6中電阻R5用附圖7中數(shù)字電位器1U2A替代；
附圖6中電阻R6用附圖7中數(shù)字電位器1U3B替代；附圖6中電阻R9用附圖7中數(shù)字電位器1U5A替代； 附圖6中電阻R10用附圖7中數(shù)字電位器1U5B替代； 附圖6中電阻R11用附圖7中數(shù)字電位器1U4A替代； 附圖6中電阻R13用附圖7中數(shù)字電位器1U2B替代； 附圖6中電阻R14用附圖7中數(shù)字電位器1U4B替代； 附圖6中電阻R17用附圖7中數(shù)字電位器1U6A替代。 五階橢圓函數(shù)可編程低通濾波器具有可編程性能，用數(shù)字電位器替代電阻后，根據(jù)每個(gè) 電阻所需的參數(shù)值可按下式逐一計(jì)算出配置值
其中^W為數(shù)字電位器最大值，W^為參數(shù)值，"為配置值 通過串行接口 ，將配置值分別配置到每個(gè)數(shù)字電位器中去。
除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種可編程低噪聲模擬濾波器，其特征在于該濾波器的基本單元為二階濾波器和奇數(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器，采用四通道甚低噪聲運(yùn)算放大器，低噪聲運(yùn)算放大器外圍采用用于替代高精度和非標(biāo)系列電阻的數(shù)字電位器；所有的數(shù)字電位器通過雛菊花鏈結(jié)構(gòu)串聯(lián)在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特征是所述奇數(shù)階可編程低 噪聲模擬濾波器為奇數(shù)階可編程低噪聲高通濾波器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特征是所述奇數(shù)階可編程低 噪聲模擬濾波器為奇數(shù)階可編程低噪聲低通濾波器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特征是所述奇數(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器的每個(gè)電阻所需的參數(shù)值可按下式逐一計(jì)算出配置值 r_ 1024x^—50)其中i ^為數(shù)字電位器最大值，W,為參數(shù)值，Z)為配置值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特征是所述數(shù)字電位器內(nèi)含兩個(gè)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(gè)可調(diào)電阻，管腳9和管腳IO之間成為另一個(gè)可調(diào)電阻。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程低噪聲模擬濾波器，其特征是所述二階濾波器選用 雙二次型橢圓函數(shù)濾波器。
專利摘要本實(shí)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(shù)階可編程低噪聲模擬濾波器，采用四通道甚低噪聲運(yùn)算放大器，低噪聲運(yùn)算放大器外圍采用用于替代高精度和非標(biāo)系列電阻的數(shù)字電位器；所有的數(shù)字電位器通過雛菊花鏈結(jié)構(gòu)串聯(lián)在一起，通過串行接口進(jìn)行配置。本實(shí)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范圍內(nèi)可調(diào)整其中的參數(shù)，通過改變各數(shù)字電位器的阻值，實(shí)現(xiàn)濾波器的可編程性能。濾波器階數(shù)越高，需要串聯(lián)的數(shù)字電位器越多。應(yīng)用在需要改變有源濾波器頻帶特性的場合，避免了必須調(diào)整硬件所帶來的各種弊端。
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(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者李小英, 平 王, 蔣國軍, 陳子龍 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所