【正文】 構(gòu)與引腳如圖。 AD585是低成本的單片采樣／保持放大器。它由高性能的運(yùn)算放大器、低漏電流的模擬開關(guān)和 FET集成放大器組成。片內(nèi)有保持電容和匹配電阻，精度高而且使用方便。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 1） AD585： AD585的主要性能參數(shù)如下： 采樣時(shí)間： 3us； 泄漏速率： 1mV/ms； 失調(diào)電壓： 3mV； 抖動(dòng)時(shí)間： ； 外部溫度： 55~+125186。C； 片內(nèi)保持電容；片內(nèi)匹配電阻； 電源： +12V或 +15V。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 1） AD585： AD585組成的增益為 1的采樣／保持電路如圖所示。由于片內(nèi)有保持電容，一般情況下不必外接電容，除非有特殊需要。要求較高時(shí)，可以外接 10K歐的調(diào)零電位器。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 2） LF398： LF398是一種反饋型采樣／保持放大器，是目前較為流行的通用型采樣／保持放大器。它是由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的，具有采樣速率高、保持電壓下降慢和精度高的特點(diǎn)。 輸 入邏 輯邏 輯 參 考387偏 置30 k ?5輸 出300 ?6保 持 電 容A 1A 2A 3第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 2） LF398： LF398由輸入緩沖級(jí)、輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)和控制電路三部分組成。圖中 A A2是跟隨器，主要作用是阻抗變換，控制電路中 A3主要起到比較器的作用。 輸 入邏 輯邏 輯 參 考387偏 置30 k ?5輸 出300 ?6保 持 電 容A 1A 2A 3第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 2） LF398： 當(dāng)輸入控制邏輯電平高于參考端電壓時(shí)， A3輸出一個(gè) 低 電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān) K閉合，輸入信號(hào)經(jīng) A1后跟隨輸出到 A2,再由 A2的輸出端跟隨輸出，同時(shí)向保持電容 (6端 )充電 。當(dāng)控制端邏輯電平低于參考電壓時(shí)， A3輸出一個(gè)正電平信號(hào)使開關(guān)斷開，以達(dá)到非采樣時(shí)間內(nèi)保持器仍保持原來輸入的目的。 輸 入邏 輯邏 輯 參 考387偏 置30 k ?5輸 出300 ?6保 持 電 容A 1A 2A 3第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 2） LF398： LF398的主要性能參數(shù)如下： 反饋型采樣／保持放大器；可與 TTL、 PMOS、 CMOS兼容； 低輸入漂移，保持狀態(tài)下輸入特性不變； 片內(nèi)無保持電容； 工作電壓： 177。 5～ 177。 18V ； 采樣時(shí)間： ≤ 10us； 當(dāng)保持電容為 ，典型保持步長(zhǎng)為 ； 增益誤差： ％；泄漏速率： 3mV/ms（ typ）； 失調(diào)電壓： 7mV； 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 二、采樣 /保持器 采樣 /保持器 ／保持器集成電路 （ 2） LF398： LF398的典型應(yīng)用電路如圖。此時(shí)，邏輯控制電壓從引腳 8輸入，當(dāng)輸入高電平時(shí)， LF398進(jìn)行采樣；當(dāng)輸入低電平時(shí)， LF398保持采樣值不變。 1436785邏 輯 輸 入采 樣 5 V保 持 0 VS / HV +V輸 出模 擬 輸 入C h第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 對(duì)不同頻率的信號(hào)具有選擇性的電路稱為濾波器，它只允許某些特定頻率的信號(hào)通過，同時(shí)又衰減或抑制另一些頻率的信號(hào)。過去的濾波器都是由 R、 L、 C等無源元件組成，稱為無源濾波器，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。目前的低頻濾波器大都是由 R、C元件與有源器件（如運(yùn)算放大器）組成，稱為 RC有源濾波器。 常見濾波器的類型有低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器，帶阻濾波器，全通濾波器等。除此之外，還有程控有源濾波器 MAX261/262。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 一、 RC有源低通濾波器 低通濾波器允許低頻信號(hào)通過，而衰減或抑制高頻信號(hào)。理想低通濾波器的模頻特性如圖虛線所示， 為截止頻率。 c?| ( ) |Hj ?01c??帶 通 阻 帶?第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 一、 RC有源低通濾波器 RC有源低通濾波器電路 a1a ab2 UUUUUUR 1/ jωC R?????? ?????abbU U U1/ jωC R? ? ???所以： 2bUU???又 22 2 21U 1H ( jω)( 1 R C ω )+ j2 R C ωU????電壓傳輸函數(shù)為 2 2 2 2 2 2 21H(j ω ) =( 1 R C ω ) +4 R C ω模為 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 二、 RC有源高通濾波器 高通濾波器允許高頻信號(hào)通過，而衰減或抑制低頻信號(hào)。理想高通濾波器的模頻特性如圖中虛線所示， 為截止頻率。 c?| ( ) |Hj ?帶 通 阻 帶??c?011 / 2第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 二、 RC有源高通濾波器 RC有源高通濾波器電路 由圖可求得電壓傳輸函數(shù)為 ： 21 2 2 2U1H ( jω)12U 1 jRC ω R C ω????其模為： 222 2 21H( jω)12( 1 ) +( )RC ω R C ω?第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 三、 RC有源帶阻濾波器 帶阻濾波器衰減或抑制某一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，而允許此頻率范圍以外的頻率的信號(hào)通過。理想帶阻濾波器的模頻特性如圖中虛線所示， 與 分別為上、下截止頻率。 c2ω c1ω第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 三、 RC有源帶阻濾波器 由圖可求得電壓傳輸函數(shù)為 ： 212 2 2U1H ( jω)2 R C ωU 1 + j2 R C ω1 + j1 R C ω????其模為： 22 2 21H( jω)2R C ω1+( )1 R C ω?第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 四、 RC有源帶通濾波器 帶通濾波器允許某一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而衰減或抑制此頻率范圍以外的頻率的信號(hào)。理想帶通濾波器的模頻特性如圖中虛線所示， 與 分別為上、下截止頻率。 2c? 1c?第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 四、 RC有源帶通濾波器 由圖可求得電壓傳輸函數(shù)為 ： 21U 2H ( jω)1U 1 + j( R C ω )RC ω????其模為： 22H( jω) =11+( R C ω )RC ω第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 五、 微處理器程控有源濾波器 程控有源濾波器 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 五、 微處理器程控有源濾波器 MAX261/262的引腳見見上圖，引腳名的最后一個(gè)字母表示其所屬第幾個(gè)濾波單元，如 A表示第一單元， B表示第二單元。引腳名的前幾個(gè)字母表示其功能，其中 LP為低通輸出， BP為帶通輸出， HP為高通 /帶阻 /全通輸出。 IN為輸入， A為編程輸入數(shù)據(jù)地址位， D為輸入數(shù)據(jù)位， CLK為時(shí)鐘輸入，OSC OUT可與晶振或 RC構(gòu)成時(shí)鐘輸入， WR為寫允許輸入， OPIN與 OP OUT分別為自由運(yùn)放的輸入和輸出端， V+為正電源， V為負(fù)電源，電源電壓為 177。 ～ 177。 。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 五、 微處理器程控有源濾波器 1 、濾波器工作模式選擇 在 MAX261濾波單元中，可采用幾種方式配置加法放大器和積分器，通過將編程模式字 M寫入芯片內(nèi)存來選擇模式，下面簡(jiǎn)要介紹一下各模式的用途。 模式 1：可以構(gòu)成巴特沃思、切貝雪夫、貝塞爾濾波器，實(shí)現(xiàn)全極點(diǎn)低通和帶通濾波器。由于相對(duì)零點(diǎn)位置固定，只能構(gòu)成二階帶阻濾波器，此模式與模式 4支持高時(shí)鐘頻率。 模式 2：用來構(gòu)成全極點(diǎn)低通和帶通濾波器，和模式 1相比，優(yōu)點(diǎn)在于能夠獲得更高的 Q值和低噪聲輸出。 模式 3：用來構(gòu)成高通濾波器，最高時(shí)鐘頻率略低于模式 1。 模式 4：是僅有的一種產(chǎn)生所有信號(hào)輸出的模式。在實(shí)現(xiàn)群延遲均勻化時(shí)，非常有用。除此之外，它可以用于所有點(diǎn)的低通和帶通濾波器中。和方式 1一道，是最快的濾波器，但增益和方式 1有點(diǎn)差別。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 五、 微處理器程控有源濾波器 2 、濾波器設(shè)計(jì)步驟 MAXIM公司為 MAX260系列濾波器提供了設(shè)計(jì)軟件，可以大大的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程。第一步，決定所需濾波器的類型 (巴特沃思、切貝雪夫等 )及最佳選擇的極點(diǎn)數(shù)，片與片之間可通過級(jí)聯(lián)獲得更高階數(shù)的濾波器，程序?qū)⒗L制出頻響圖并計(jì)算出每個(gè)二階單元的 f0和 Q值，當(dāng)不采用設(shè)計(jì)軟件時(shí)，應(yīng)注意 f0、 fCLK和 Q應(yīng)滿足表 1中的要求。第二步，根據(jù)第一步中計(jì)算的 f0和 Q計(jì)算出每個(gè)二階單元編程系數(shù) N(對(duì)應(yīng)于 f0和 Q有兩個(gè)值 )，并選擇輸入時(shí)鐘頻率和濾波器運(yùn)行模式 M。第三步，通過 PC機(jī)的并行打印口將編程系數(shù) N和 M通過 ASCII字符的形式寫入濾波器。 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 有源濾波器 五、 微處理器程控有源濾波器 2 、濾波器設(shè)計(jì)步驟 對(duì)于 MAX261/262，表 1給出典型時(shí)鐘和中心頻率限制。由于模式 2中 fCLK／ f0減少為其它模式的 1／ 2，所采用函數(shù)與模式 1， 3， 4中不同。 模式 1， 3， 4中 fCLK／ f0=(64+N)π/2， Q=64/(128N) 模式 2中 fCLK／ f0=*(64+N)， Q=(128N) 第三章 模擬信號(hào)處理技術(shù) 《 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件 Q 模式 fCLK f0 Q 模式 fCLK f0 1 1 40Hz40kHz 8 3 1 2 8 4 1 3 64 1 1 4 90 2 8 1 64 3 8 2 64 4 有源濾波器 五、 微處理器程控有源濾波器 2 、濾波器設(shè)計(jì)步驟 表 典型時(shí)鐘和中心頻率限制