MAX29X是美国MAXIM公司生瓣的8阶开关电容低通滤波器,由于价格便宜、使用方便、设计简单，在通讯、信号自理等领域得到了广泛的应用。本文就其工作原理、电气参数、设计注意事项等问题作了讨论，具有一定的实用参考价值。关键词：开关电容、滤波器、设计 1 引言 开关电容滤波器在近些年得到了迅速的发展，世界上一些知名的半导体厂家相继推出了自己的开头电容滤波器集成电路，使形状电容滤波器的发展上了一个新台阶。 MAXIM公司在模拟器件生产领域颇具影响，它生产MAX291/292/293/294/295/296/297系列8阶低通开关电容滤波器由于使用方便（基本上不需外接元件）、设计简单（频率响应函数是固定的，只需确定其拐角频率即截止频率)、尺寸小（有8-pin DIP封装）等优点，在ADC的反混叠滤波、噪声分析、电源噪声抑制等领域得到了广泛的应用。 MAX219/295为巴特活思（型滤波器，在通频带内，它的增益最稳定，波动小，主要用于仪表测量等要求整个通频带内增益恒定的场合。MAX292/296为贝塞尔（Bessel）滤波器，在通频带内它的群时延时恒定的，相位对频率呈线性关系，因此脉冲信号通过MAX292/296之后尖峰幅度小，稳定速度快。由于脉冲信号通过贝塞尔滤波器之后所有频率分量的延迟时间是相同的，故可保证波形基本不变。关于巴特活和贝塞尔滤波器的特性可能图1来说明。图1的踪迹A为加到滤波器输入端的3kHz的脉冲，这里我们把滤波器的截止频率设为10kHZ。踪迹B通过MAX292/296后的波形。从图中可以看出，由于MAX292/296在通带内具有线性相位特性，输出波形基本上保持了方波形状，只是边沿处变圆了一些。方波通过MAX291/295之后，由于不同频率的信号产生的时延不同，输出波形中就出现了尖峰(overshoot)和铃流(ringing)。 MAX293/294/297为8阶圆型（Elliptic）滤波器，它的滚降速度快，从通频带到阻带的过渡带可以作得很窄。在椭圆型滤波器中，第一个传输零点后输出将随频率的变高而增大，直到第二个零点处。这样几番重复就使阻事宾频响呈现波浪形，如图2所示。阻带从fS起算起，高于频率fS处的增益不会超过fS处的增益。在椭圆型滤波中，通频带内的增益存在一定范围的波动。椭圆型滤波器的一个重要参数就是过渡比。过渡比定义为阻带频率fS与拐角频率（有时也等同为截止频率）由时钟频率确定。时钟既可以是外接的时钟，也可以是自己的内部时钟。使用内部时钟时只需外接一个定时用的电容既可。 在MAX29X系列滤波器集成电路中，除了滤波器电路外还有一个独立的运算放大器（其反相输入端已在内部接地）。用这个运算放大器可以组成配合MAX29X系列滤波器使用后的滤波、反混滤波等连续时间低通滤波器。 下面归纳一下它们的特点： ●全部为8阶低通滤波器。MAX291/MAX295为巴特沃思滤波器；MAX292/296为贝塞尔滤波器；MAX293/294/297为椭圆滤波器。 ●通过调整时钟，截止频率的调整范围为：0.1Hz～25kHz（MAX291/292/293*294）；0.1Hz～kHz（MAX295/296/297）。 ●既可用外部时钟也可用内部时钟作为截止频率的控制时钟。 ●时钟频率和截止频率的比率：10∶1(MAX291/292/293/294);50∶1(MAX295/296/297)。 ●既可用单+5V电源供电也可用±5V双电源供电。 ●有一个独立的运算放大器可用于其它应用目的。 ●8-pin DIP、8-pin SO和宽SO-16多种封装。2 管脚排列和主要电气参数 MAX29X系列开头电容滤波器的管脚排列如图3所示。 管脚功能定义如下： CLK：时钟输入。 OP OUT：独立运放的输出端。 OP INT：独立运放的同相输入端。 OUT：滤波器输出。 IN：滤波器输入。 V-：负电源 。双电源供电时搛-2.375～-5.5V之间的电压，单电源供电时V--=-V。 V+：正电源。双电源供电时V+=+2.35～+5.5V,单电源供电时V+=+4.75～+11.0V。 GND：地线。单电源工作时GND端必须用电源电压的一半作偏置电压。 NC：空脚，无连线。 MAX29X的极限电气参数如下： 电源（V+～V-）：12V 输入电压（任意脚）：V--0.3V≤VIN≤V++0.3V 连续工作时的功耗：8脚塑封DIP：727mW；8脚SO：471mW；16脚宽SO：762mW；8脚瓷封DIP：640mW。 工作温度范围：MAX29-C-：0℃～+70℃；MAX29-E-：-40℃～+85℃；MAX29-MJA：-55℃～+125℃；保存温度范围：-65℃～+160℃；焊接温度（10秒）：+300℃； 大多数的形状电容滤波器都采用四节级连结构，每一节包含两个滤波器极点。这种方法的特点就是易于设计。但采用这种方法设计出来的滤波器的特性对所用元件的元件值偏差很敏感。基于以上考虑，MAX29X系列用带有相加和比例功能的开关电容持了梯形无源滤波器，这种方法保持了梯形无源滤波器的优点，在这种结构中每个元件的影响作用是对于整个频率响应曲线的，某元件值的误差将会分散到所有的极点，因此不值像四节级连结构那样对某一个极点特别明显的影响。3 MAX29X的频率特性 MAX29X的频率特性如图4所示。图中的fs都假定为1kHz。4 设计考虑 下面对MAX29X系列形状电容滤波器的使用做些讨论。4.1 时钟信号 MAX29X系列开头电容滤波器推荐使用的时钟信号最高频率为2.5MHz。根据对应的时钟频率和拐角频率的比值，MAX291/MAX292/MAX293/MAX294的拐角频率最高为25kHz.MAX295/MAX296/MAX297的拐角频率最高为50kHz 。 MAX29X系列开关电容滤波器的时钟信号既可幅外部时钟直接驱动也可由内部振荡器产生。使用外部时钟时，无论是采用单电源供电还是双电源供电，CLK可直接和采用+5V供电的CMOS时钟信号发生器的输出相连。通过调整外部时钟的频率，可完成滤波器拐角的实时调整。 当使用内部时钟时，振荡器的频率由接在CLK端上的电容VCOSC决定： fCOSC (kHz)=105/3COSC (pF) 4.2 供电 MAX29X系列开关电容滤波器既可用单电源工作也可用双电源工作。双电源供电时的电源电压范围为±2.375～±5.5V。在实际电路中一般要在正负电源和GND之间接一旁路电容。 当采用单电源供电时，V-端接地，而GND端要通过电阻分压获得一个电压参考，该电压参考的电压值为1/2的电源电压，参见图5。4.3 输入信号幅度范围限制 MAX29X允许的输入信号的最大范围为V--0.3V～V++0.3V。一般情况下在+5V单电源供电时输入信号范围取1V～4V,±5V双电源供电时，输入信号幅度范围取±4V。如果输入信号超过此范围，总谐波失真THD和噪声就大大增加；同样如果输入信号幅度过小（VP-P＜1V），也会造成THD和噪声的增加。4.4 独立运算放大器的用法 MAX29X中都设计有一个独立的运算放大器，这个放大器和滤波器的实现无直接关系，用这个放大器可组成一个一阶和二阶滤波器，用于实现MAX29X之前的反混叠滤波功能鄞MAX29X之后的时钟噪声抑制功能。这个运算放大器的反相端已在内部和GND相连。 图6是用该独立运放组成的2阶低通滤波器的电路，它的拐角频率为10kHz,输入阻抗为22Ω,可满足MAX29X形状电容滤波器的最小负载要求（MAX29X的输出负载要求不小于20kΩ）可以通过改变R1、R2、R3、C1、C2的元件值改变拐角频率。具体的元件值和拐角频率的对应关系参见表1。
上传时间： 2013-10-18
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直流电子负载大赛,基于单片机的电子负载毕业论文(含原理图+程序)
上传时间： 2013-10-31
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介绍一种无极可调交流电子负载设计的新方法，由ATmega48单片机输出PWM波，通过上位机设定不同的占空比控制场效应管的通断时间，即改变流过场效应管的平均电流。根据电流的大小，可以等效为相应的负载，并将采集的电流值显示在上位机上。文中对该系统的软﹑硬件设计思路作了详细的分析，阐述了其设计原理。 Abstract: A new type electronic load is introduced.Due to ATmega48 microcomputer output PWM wave.The different duty is set ratio through PC to control FET turn-on time.We can equivalent homologous load according the current and display the current at PC.The hardware and software designing are analysed in detail. The principle is explained and the output is also given.
上传时间： 2013-11-23
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摘要：网络供电是EPA的关键技术之一，简要介绍了IEEE802.3AF标准，系统分析了以太网供电设备的功能需求和总体设计，选用MSP430F148单片机和TPS2383A以太网供电电源管理器，基于I2C-BUS通信规范，开发了符合IEEE802.3AF标准的以太网供电设备，着重论述了该以太网供电设备的软件实现过程，最后给出了该供电设备在EPA系统中的应用实例，具有良好的使用效果。
上传时间： 2013-11-06
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通过结合51LPC微控制器和BTA2xx三端双向可控硅Philips半导体使阻性和容性负载的控制更容易这个通用的一对所有控制解决方案覆盖了低功耗高感性的负载如螺线管阀门和同步电机到以主电压供电的高功耗阻性负载如电机和电热器这个两芯片解决方案性能的核心是检测负载电流过零的专利技术使用该技术不需要在负载电路上连接旁路电阻这样不但简化了设计而且降低了整个系统的成本这个简单的微控制器三端双向可控硅的组合向设计者提供了一个有效可编程的解决方法而且电磁干扰最小最小门脉冲持续时间的自动应用可以实现任何负载下的锁定由于使用较低的电源电流因此只需要一个阻性或R-C 的主分支电源附加的增值特性可以更容易地实现遥控软启动错误管理和使用三端双向可控硅监控的负载电流管理将传感器连接到模拟或数字输入也为整个系统提供了智能的闭环控制
上传时间： 2013-11-17
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NCV4279是一款5V、150mA低功耗低压差稳压器件。该器件输出电压精度为±2%，最大压差为0.5V（100mA）。该器件在1.0mA的负载下静态电流低至150μA，是电池供电设备的理想选择。
上传时间： 2013-10-24
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NCV4269是一款精准的低功耗5V稳压源，它的输出电流负载为150mA。输出电压的精确度为±2.0%，在输出电流为100mA时输出电压的最大纹波电压为0.5V。NCV4269的最大特点就是静态电流小，在输出电流为1.0mA时静态电流只有240μA。这一特点非常适合应用与利用电池供电的微处理器设备。
上传时间： 2013-11-08
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TEA1504开关电源低功耗控制芯片的应用:介绍了Philips 公司开发的Green Chip TM 绿色芯片TEA1504 的内部结构及工作原理，该控制芯片集成了开关电源的PWM 控制、高低频模式转换、栅极驱动和保护等功能，同时上有瞬态响应快，启动电流过冲小，待机功耗低等特点。关键词：开关电源 TEA1504 脉宽调制低功耗1 前言开关电源以其供电效率高，稳压范围大，体积小被越来越多的电子电器设备所采用，在大屏幕电视机、监视器、计算机等电器的待机或备用（stand-by）状态会继续耗电，为此，Philips 公司采用BiCOMS 工艺开发出了被之为Green Chip TM(绿色芯片)的高压开关电源控制芯片。该类集成芯片（IC）的稳压范围为90～276V(AC)，能将开关电源待机功耗降至2W 以下，其本身的待机损耗小于100mW，并具有快速和高效的片内启动电流源；在负载功率较低时，它还能自动转换到低频工作模式，从而降低了开关电源的损耗。高水平的集成技术使IC 的外围元件大大减少，以实现开关电源的小型化、高效率和高可靠性。本文介绍的TEA1504 是Green Chip TM 系列IC 中的重要成员之一。
上传时间： 2013-12-27
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通用的多电源总线，如VME、VXI 和PCI 总线，都可提供功率有限的3.3V、5V 和±12V（或±24V）电源，如果在这些系统中添加设备（如插卡等），则需要额外的3.3V或5V电源，这个电源通常由负载较轻的-12V电源提供。图1 电路，将-12V 电压升压到15.3V（相对于-12V 电压），进而得到3.3V 的电源电压，输出电流可达300mA。Q2 将3.3V 电压转换成适当的电压（-10.75V）反馈给IC1 的FB 引脚，PWM 升压控制器可提供1W 的输出功率，转换效率为83%。整个电路大约占6.25Cm2的线路板尺寸，适用于依靠台式PC机电源供电，需要提供1W输出功率的应用，这种应用中，由于-12V总线电压限制在1.2W以内，因此需要保证高于83%的转换效率。由于限流电阻（RSENSE）将峰值电流限制在120mA，N 沟道MOSFET（Q1）可选用廉价的逻辑电平驱动型场效应管，R1、R2 设置输出电压（3.3V 或5V）。IC1 平衡端（Pin5）的反馈电压高于PGND引脚（Pin7）1.25V，因此：VFB = -12V + 1.25V = - 10.75V选择电阻R1后，可确定：I2 = 1.25V / R1 = 1.25V / 12.1kΩ = 103μA可由下式确定R2：R2 = （VOUT - VBE）/ I2 =（3.3V - 0.7V）/ 103μA = 25.2 kΩ图1 中，IC1 的开关频率允许通过外部电阻设置，频率范围为100kHz 至500kHz，有利于RF、数据采集模块等产品的设计。当选择较高的开关频率时，能够保证较高的转换效率，并可选用较小的电感和电容。为避免电流倒流，可在电路中增加一个与R1串联的二极管。
上传时间： 2013-10-17
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80C51单片机由于功能全面、开发工具较为完善、衍生产品丰富、大量的设计资源可以继承和共享，得到广泛的应用。我们设计的一款手持线PDA产品，也选择80C51单片机作为主、辅CPU，还具备点阵液晶显示屏、导电橡胶键盘、双IC卡接口、EEPROM存储器、实时时钟和串行通信口。由于使用80C51单片机开发，高级语言编程，大大降低了设计的技术风险，产品在较短的时间内就推向了市场。但是，同一些低速的微控制器（如4位单片机）和高速的RISC处理器相比，80C51单片机在功耗上没有优势。为了在PDA类产品中发挥80C51单片机的上述特长，我们通过采取软、硬件配合的一系列措施，加强低电压、低功耗设计，取得了良好的效果。该机使用一颗3V钮扣式锂电池，开机时工作电池小于4mA，瞬间最大工作电流小于20mA,瞬间最大工作电流小于20mA，关机电流小于2μA。一颗电池可以使用较长的时间，达到满意的设计指标。一、低电压低功耗设计理论在一个器件中，功耗通常用电流消耗来表示。下式表明消耗的电池与器件特性之间的关系：Icc = C ∫ Vda ≈ ΔV · C · f （1）式中：Icc是器件消耗的电流；Δ是电压变化的幅值；C是器件电容和输出容性负载的大小；f是器件运行频率。从公式（1）可以得到降低系统功耗的理论依据。将器件供电电压从5V降低3V，可以至少降低40%的功耗。降低器件的工作频率，也能成比例地降低功耗。
上传时间： 2013-10-13
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