开关电容滤波器MF10的应用

开关电容滤波器开关电容滤波器 MF10 的应用的应用 姓姓 名 名 张文英张文英 指导老师 指导老师 孙传友孙传友 班班 级 级 仪器仪器 024 班班 内内 容容 摘摘 要要 MF10 是是 MOS 开开 关关 电电 容容 有有 源源 滤滤 波波 器器 电电 路路 通通 过过 改改 变变 反反 馈馈 方方 式式 可可 实实 现现 带带 通通 全 全 通通 高 高 通通 低 低 通通 带带 阻阻 5 种种 滤滤 波波 器器 的的 功功 能能 改 改 变变 外外 接接 电电 阻阻 的的 阻阻 值值 可以可以 改改 变变 滤滤 波波 器器 的的 增增 益益 及及 品品 质质 因因 数数 Q 值值 改 改 变变 外外 部部 时时 钟钟 可可 以以 改改 变变 中中 心心 频频 率率 w0 由 由 于于 它它 具具 有有 使使 用用 简简 单单 体 体 积积 小小 功 功 耗耗 低低 精 精 度度 高高 稳 稳 定定 性性 好好 等等 优优 点点 因 因 而而 它它 得得 到到 了了 广广 泛泛 的的 应应 用用 开关电容滤波器开关电容滤波器 MF10 的应用的应用 一一 MF10 的简述的简述 MF10 为为 MOS 开关电容有源滤波器 它由开关电容有源滤波器 它由 2 个独立的滤波器模块组成 这个独立的滤波器模块组成 这 2 个个 滤波器模块可以单独使用 构成一个一阶或二阶的滤波器电路 这滤波器模块可以单独使用 构成一个一阶或二阶的滤波器电路 这 2 个模块也可级联构个模块也可级联构 成四阶滤波器电路 成四阶滤波器电路 MF10 集带通 全通 高通 低通 带阻集带通 全通 高通 低通 带阻 5 种滤波器于一体 它对种滤波器于一体 它对 外部的唯一要求是滤波器所需的电阻 外部的唯一要求是滤波器所需的电阻 二 二 MF10 的框图的框图 三 三 MF10 的引脚及其功能简介的引脚及其功能简介 特殊引脚的说明 特殊引脚的说明 1 引脚引脚 6 SA B 当当 SA B接接 VA 滤波器求和端之一接模拟地 滤波器求和端之一接模拟地 AGND 当 当 SA B接接 VA 滤波器求和端之一接低通 滤波器求和端之一接低通 LPA或或 LPB 输出端 输出端 2 引脚引脚 12 50 100 用于设定时钟频率 用于设定时钟频率 fCLK与滤波频率与滤波频率 f0的比例 当的比例 当 12 脚接高电脚接高电 平时 平时 fCLK f0 50 当 当 12 脚接低地时 脚接低地时 fCLK f0 100 四 四 MF10 的应用举例的应用举例 MF10 由模拟信号通道和时钟控制电路由模拟信号通道和时钟控制电路 2 大部分组成 模拟信号通道由运算放大大部分组成 模拟信号通道由运算放大 器 加减电路和器 加减电路和 2 级积分电路组成 每级积分电路的传输函数均为级积分电路组成 每级积分电路的传输函数均为 w0 s 其中 其中 w0 2 f0 f0 由时钟频率由时钟频率 fCLK 决定 决定 1 MF10 构成构成 2 阶带通和低通阶带通和低通 如图 输入信号直接从如图 输入信号直接从 S1A和和 S1B端引入 端引入 6 脚接脚接 VA 列该电路各引脚电压的 列该电路各引脚电压的 方程方程 V BPA 2 R2 V BPA 1 0 V BPA 2 Vi VLPA w0 s V BPA 1 V BPA 1 w0 s VLPA 由以上由以上 3 式可得式可得 带通带通 1 V BPA 1 Vi w0 s s2 R2 R3 w0 s w02 带通带通 2 V BPA 2 Vi R2 R3 w0 s s2 R2 R3 w0 s w02 低通低通 VLPA Vi w02 s2 R2 R3 w0 s w02 其中带通其中带通 1 带通 带通 2 低通的通带增益 低通的通带增益 K0 分别为分别为 R3 R2 1 1 带通带通 1 带通 带通 2 的品质因数的品质因数 Q 值分别是值分别是 R3 R2 R3 R2 2 MF10 构成构成 2 阶高通 低通和带通阶高通 低通和带通 如图 输入信号从滤波器的加法运放的反相输入端引入 如图 输入信号从滤波器的加法运放的反相输入端引入 3 18 脚为脚为 VHPA VHPB 6 脚脚 接接 VA 列该电路各引脚电压的方程 列该电路各引脚电压的方程 VIN R1 VHP R2 VBP R3 VLP R4 0 VHP 0 0 w0 s VBP 由以上由以上 2 式可得式可得 高通高通 VHPA VIN R2 R1s2 s2 R2 R3 w0 s R2 R4 w02 带通带通 VBPA VIN R2 R1 w0 s s2 R2 R3 w0 s R2 R4 w02 低通低通 VLPA VIN R2 R1 w02 s2 R2 R3 w0 s R2 R4 w02 其中高通 带通 低通的通带增益其中高通 带通 低通的通带增益 K0分别为分别为 R2 R1 R3 R1 R2 R1 高通 带通 低通的固有频率高通 带通 低通的固有频率 w0 R2 R4 1 2w0 带通的品质频率因数带通的品质频率因数 Q R2 R4 1 2R3 R2 3 MF10 构成构成 2 阶带阻 带通和低通阶带阻 带通和低通 输入信号从滤波器的加法运放的反相输入端引入 输入信号从滤波器的加法运放的反相输入端引入 6 脚接脚接 VA 列该电路各引脚 列该电路各引脚 电压的方程电压的方程 VIN R1 VNA R2 VBPA R3 0 VNA s w0 VBPA w0 s VBPA VLPA w0 s VBPA 由以上由以上 2 式可得式可得 带通带通 VBPA VIN R2 R1 w0 s s2 R3 R2 w0 s w02 低通低通 VLPA VIN R2 R1 w02 s2 R3 R2 w0 s w02 带阻带阻 VNA VIN R2 R1 w02 R2 R1s2 s2 R3 R2 w0 s w02 其中带通 低通 带阻的通带增益其中带通 低通 带阻的通带增益 K0分别为分别为 R2 R1 R3 R1 R2 R1 4 MF10 构成构成 4 阶低通滤波阶低通滤波 R3 R2 4 3 5 2 1 20 17 18 16 19 R2 R3 15 V Vi 输入信号输入信号 SIA 端 即第端 即第 5 脚 引入 脚 引入 6 脚接脚接 VA 列该电路各引脚电压的方程 以下 列该电路各引脚电压的方程 以下 方程中下标表示第几引脚 方程中下标表示第几引脚 V3 R2 w0 sV2 R3 0 s w0V2 V3 VIN w0 s V2 V18 R2 s w0V0 R3 0 s2 w02