原创 滤波器的使用与设计

2012-8-22 23:23 4300 19 39 分类: 消费电子

    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。

 

qq截图20120822200801.jpg
 
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(u1-u2),相当于图1a的u1和u2之间接入了一个等效电阻,其值为1/fC1。
 
    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τ=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!
 

文章评论20条评论)

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用户1454308 2016-3-9 16:12

Good

用户1678053 2016-3-9 15:20

看看

用户1517676 2015-6-13 09:07

小牛準備走高端路線,壓根就沒有想走量,沒有量怎麼去顛覆這個行業?看到小牛發佈的價格,真心為他的前景擔憂!估計是下個錘子!

用户1622561 2015-6-8 16:04

采用170节电池供电,就使给电动车几乎没有降价的空间了,这应该是其他厂家没有采用锂电池的原因,本人不看好这款电动车的前景。

用户1821768 2015-6-5 16:59

1~2年后,其他厂商这种类型的电瓶车早就满大街跑了

gordon85_618138855 2015-6-5 11:35

170 个18650,2600mAh *170 = ? ,还要是名牌,TMD任性。如果真有降价空间,电池就是大头了。

用户1648374 2015-6-4 21:37

如果是这价位,我觉得很不看好!

用户1454308 2015-6-4 16:06

Good

用户1231492 2015-6-4 09:47

我觉得楼主发表的观点值得肯定 大厂因循守旧 必死无疑 我在09年就提出做高端电动车 做锂电池板 增加GPS防盗功能 甚至一键启动功能 那些小老板一看增加成本100多块钱 直接毙掉 这些傻逼老板就知道坑钱 什么也不管

用户1678053 2015-6-4 09:34

看看
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