LTC1569濾波器在信號調(diào)理模塊中的應(yīng)用

1 引言
信號調(diào)理電路是數(shù)據(jù)采集器中不可缺少的一部分。隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)不斷發(fā)展，對信號調(diào)理電路的要求也越來越高，其電路設(shè)計的優(yōu)化程度直接關(guān)系到數(shù)據(jù)采集器的精度和穩(wěn)定性。而濾波電路則是信號調(diào)理模塊的關(guān)鍵所在。普通有源濾波器是由運算放大器和電阻、電容組成，但參數(shù)調(diào)整困難，而且應(yīng)用于頻率較高的場合，元件周圍的分布電容將嚴(yán)重影響濾波器的特性，使其偏離預(yù)定的工作狀態(tài)。普通有源濾波器還因為穩(wěn)定性較差，較難實現(xiàn)窄帶寬的設(shè)計，不易獲得高Q值，難以滿足系統(tǒng)要求。本文設(shè)計的傳感器信號調(diào)理電路采用LTC1569型通用濾波器，能夠高精度濾波調(diào)理傳感器輸出信號，從而滿足數(shù)據(jù)采集器高精度和高穩(wěn)定性的要求，與普通的有源濾波器相比。LTCl569組成的濾波器具有外接元件少，結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)整方便和穩(wěn)定性較好等優(yōu)點。

2 LTC1569簡介
LTC1569是Linear公司生產(chǎn)的十階低通濾波器，截止頻率可調(diào)，最大截止頻率可達(dá)300 kHz(5 V供電)。它有很低的失調(diào)電流、漂移電流和偏置電流，并具有很寬的動態(tài)范圍。工作電壓為3 V．5 V或者±5 V。
2．1 LTC1569的引腳功能
LTC1569采用8引腳SO封裝，各個引腳的功能如下：
IN+/IN-(引腳1，2)：信號輸入端。當(dāng)信號由引腳1輸入時，輸出直流增益為1；而由引腳2輸入時，輸出直流增益為-1。
GND(引腳3)：濾波器的參考電壓，當(dāng)單5 V電源供電時，其電壓為2 V；當(dāng)3 V電源供電時，其電壓為1．11 V。V-/V+(引腳4，7)：濾波器電源正負(fù)輸入端。通常，在引腳4和引腳7之間接一只1μF的瓷片電容作為旁路電容以消除干擾，并且該旁路電容應(yīng)盡可能靠近濾波器放置。如果雙電源供電，則引腳3接地，引腳4與引腳3以及引腳7與引腳3之間分別接一只0．1μF的旁路電容。
DIV／CLK(引腳5)：時鐘信號輸入端。該濾波器既可使用內(nèi)部時鐘，也可使用外部時鐘。使用內(nèi)部時鐘時，通過調(diào)節(jié)一只外接電阻改變截止頻率；使用外部時鐘時。任何TTL和CMOS占空比為50％的方波時鐘信號源都可作為時鐘信號輸入。時鐘信號源的供電電源不能作為濾波器的供電電源，濾波器的模擬地必須與時鐘信號源的模擬地連接在一起。Rx(引腳6)：在該引腳和引腳7(V+)之間接一只外接電阻Rx用以啟動內(nèi)部時鐘。該電阻值決定濾波器的截止頻率。當(dāng)該引腳接到引腳4(V-)時，內(nèi)部時鐘禁止。OUT(引腳8)：信號輸出端。
2．2 LTC1569的工作模式
LTC1569需要依靠一個時鐘來驅(qū)動電路，可采用外部時鐘或者內(nèi)部時鐘兩種方式。當(dāng)使用外部時鐘時只需將引腳6(Rx)與引腳4(V-)短接。當(dāng)采用內(nèi)部時鐘時，需外接一只電阻REXT，其電路接法如圖1所示，電阻值與截止頻率，fCUTOFF的關(guān)系是：

當(dāng)DIV／CLK引腳短接到V-引腳時。內(nèi)部分頻設(shè)置為1：1：當(dāng)DIV／CLK引腳通過一只100 pF的電容接V-引腳時，內(nèi)部分頻設(shè)置為1：4；當(dāng)DIV／CLK引腳短接到V+引腳時，內(nèi)部分頻設(shè)置為1：16。