MAX29X是美國MAXIM公司生瓣的8階開關電容低通濾波器,由于價格便宜、使用方便、設計簡單，在通訊、信號自理等領域得到了廣泛的應用。本文就其工作原理、電氣參數、設計注意事項等問題作了討論，具有一定的實用參考價值。關鍵詞：開關電容、濾波器、設計 1 引言 開關電容濾波器在近些年得到了迅速的發展，世界上一些知名的半導體廠家相繼推出了自己的開頭電容濾波器集成電路，使形狀電容濾波器的發展上了一個新臺階。 MAXIM公司在模擬器件生產領域頗具影響，它生產MAX291/292/293/294/295/296/297系列8階低通開關電容濾波器由于使用方便（基本上不需外接元件）、設計簡單（頻率響應函數是固定的，只需確定其拐角頻率即截止頻率)、尺寸小（有8-pin DIP封裝）等優點，在ADC的反混疊濾波、噪聲分析、電源噪聲抑制等領域得到了廣泛的應用。 MAX219/295為巴特活思（型濾波器，在通頻帶內，它的增益最穩定，波動小，主要用于儀表測量等要求整個通頻帶內增益恒定的場合。MAX292/296為貝塞爾（Bessel）濾波器，在通頻帶內它的群時延時恒定的，相位對頻率呈線性關系，因此脈沖信號通過MAX292/296之后尖峰幅度小，穩定速度快。由于脈沖信號通過貝塞爾濾波器之后所有頻率分量的延遲時間是相同的，故可保證波形基本不變。關于巴特活和貝塞爾濾波器的特性可能圖1來說明。圖1的蹤跡A為加到濾波器輸入端的3kHz的脈沖，這里我們把濾波器的截止頻率設為10kHZ。蹤跡B通過MAX292/296后的波形。從圖中可以看出，由于MAX292/296在通帶內具有線性相位特性，輸出波形基本上保持了方波形狀，只是邊沿處變圓了一些。方波通過MAX291/295之后，由于不同頻率的信號產生的時延不同，輸出波形中就出現了尖峰(overshoot)和鈴流(ringing)。 MAX293/294/297為8階圓型（Elliptic）濾波器，它的滾降速度快，從通頻帶到阻帶的過渡帶可以作得很窄。在橢圓型濾波器中，第一個傳輸零點后輸出將隨頻率的變高而增大，直到第二個零點處。這樣幾番重復就使阻事賓頻響呈現波浪形，如圖2所示。阻帶從fS起算起，高于頻率fS處的增益不會超過fS處的增益。在橢圓型濾波中，通頻帶內的增益存在一定范圍的波動。橢圓型濾波器的一個重要參數就是過渡比。過渡比定義為阻帶頻率fS與拐角頻率（有時也等同為截止頻率）由時鐘頻率確定。時鐘既可以是外接的時鐘，也可以是自己的內部時鐘。使用內部時鐘時只需外接一個定時用的電容既可。 在MAX29X系列濾波器集成電路中，除了濾波器電路外還有一個獨立的運算放大器（其反相輸入端已在內部接地）。用這個運算放大器可以組成配合MAX29X系列濾波器使用后的濾波、反混濾波等連續時間低通濾波器。 下面歸納一下它們的特點： ●全部為8階低通濾波器。MAX291/MAX295為巴特沃思濾波器；MAX292/296為貝塞爾濾波器；MAX293/294/297為橢圓濾波器。 ●通過調整時鐘，截止頻率的調整范圍為：0.1Hz～25kHz（MAX291/292/293*294）；0.1Hz～kHz（MAX295/296/297）。 ●既可用外部時鐘也可用內部時鐘作為截止頻率的控制時鐘。 ●時鐘頻率和截止頻率的比率：10∶1(MAX291/292/293/294);50∶1(MAX295/296/297)。 ●既可用單+5V電源供電也可用±5V雙電源供電。 ●有一個獨立的運算放大器可用于其它應用目的。 ●8-pin DIP、8-pin SO和寬SO-16多種封裝。2 管腳排列和主要電氣參數 MAX29X系列開頭電容濾波器的管腳排列如圖3所示。 管腳功能定義如下： CLK：時鐘輸入。 OP OUT：獨立運放的輸出端。 OP INT：獨立運放的同相輸入端。 OUT：濾波器輸出。 IN：濾波器輸入。 V-：負電源 。雙電源供電時搛-2.375～-5.5V之間的電壓，單電源供電時V--=-V。 V+：正電源。雙電源供電時V+=+2.35～+5.5V,單電源供電時V+=+4.75～+11.0V。 GND：地線。單電源工作時GND端必須用電源電壓的一半作偏置電壓。 NC：空腳，無連線。 MAX29X的極限電氣參數如下： 電源（V+～V-）：12V 輸入電壓（任意腳）：V--0.3V≤VIN≤V++0.3V 連續工作時的功耗：8腳塑封DIP：727mW；8腳SO：471mW；16腳寬SO：762mW；8腳瓷封DIP：640mW。 工作溫度范圍：MAX29-C-：0℃～+70℃；MAX29-E-：-40℃～+85℃；MAX29-MJA：-55℃～+125℃；保存溫度范圍：-65℃～+160℃；焊接溫度（10秒）：+300℃； 大多數的形狀電容濾波器都采用四節級連結構，每一節包含兩個濾波器極點。這種方法的特點就是易于設計。但采用這種方法設計出來的濾波器的特性對所用元件的元件值偏差很敏感。基于以上考慮，MAX29X系列用帶有相加和比例功能的開關電容持了梯形無源濾波器，這種方法保持了梯形無源濾波器的優點，在這種結構中每個元件的影響作用是對于整個頻率響應曲線的，某元件值的誤差將會分散到所有的極點，因此不值像四節級連結構那樣對某一個極點特別明顯的影響。3 MAX29X的頻率特性 MAX29X的頻率特性如圖4所示。圖中的fs都假定為1kHz。4 設計考慮 下面對MAX29X系列形狀電容濾波器的使用做些討論。4.1 時鐘信號 MAX29X系列開頭電容濾波器推薦使用的時鐘信號最高頻率為2.5MHz。根據對應的時鐘頻率和拐角頻率的比值，MAX291/MAX292/MAX293/MAX294的拐角頻率最高為25kHz.MAX295/MAX296/MAX297的拐角頻率最高為50kHz 。 MAX29X系列開關電容濾波器的時鐘信號既可幅外部時鐘直接驅動也可由內部振蕩器產生。使用外部時鐘時，無論是采用單電源供電還是雙電源供電，CLK可直接和采用+5V供電的CMOS時鐘信號發生器的輸出相連。通過調整外部時鐘的頻率，可完成濾波器拐角的實時調整。 當使用內部時鐘時，振蕩器的頻率由接在CLK端上的電容VCOSC決定： fCOSC (kHz)=105/3COSC (pF) 4.2 供電 MAX29X系列開關電容濾波器既可用單電源工作也可用雙電源工作。雙電源供電時的電源電壓范圍為±2.375～±5.5V。在實際電路中一般要在正負電源和GND之間接一旁路電容。 當采用單電源供電時，V-端接地，而GND端要通過電阻分壓獲得一個電壓參考，該電壓參考的電壓值為1/2的電源電壓，參見圖5。4.3 輸入信號幅度范圍限制 MAX29X允許的輸入信號的最大范圍為V--0.3V～V++0.3V。一般情況下在+5V單電源供電時輸入信號范圍取1V～4V,±5V雙電源供電時，輸入信號幅度范圍取±4V。如果輸入信號超過此范圍，總諧波失真THD和噪聲就大大增加；同樣如果輸入信號幅度過小（VP-P＜1V），也會造成THD和噪聲的增加。4.4 獨立運算放大器的用法 MAX29X中都設計有一個獨立的運算放大器，這個放大器和濾波器的實現無直接關系，用這個放大器可組成一個一階和二階濾波器，用于實現MAX29X之前的反混疊濾波功能鄞MAX29X之后的時鐘噪聲抑制功能。這個運算放大器的反相端已在內部和GND相連。 圖6是用該獨立運放組成的2階低通濾波器的電路，它的拐角頻率為10kHz,輸入阻抗為22Ω,可滿足MAX29X形狀電容濾波器的最小負載要求（MAX29X的輸出負載要求不小于20kΩ）可以通過改變R1、R2、R3、C1、C2的元件值改變拐角頻率。具體的元件值和拐角頻率的對應關系參見表1。
上傳時間： 2013-10-18
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具有功率因數校正、控制和保護功能的熒光燈鎮流器集成電路設計 熒光燈鎮流器設計正在向全電子化照明系統轉化。與五年前的器件相比，日益成熟的電子鎮流器技術現在能以更低的系統成本提供更好的性能。其中IR2166和IR2167控制集成電路便是最新一代電子鎮流器控制集成電路的代表。為了了解這兩種集成電路的有關特性，我們先看一看它們能夠彌補磁性鎮流器不足之處的性能優點，包括：• 無閃爍照明• 無可聞噪音• 輕易增加功率因數校正
上傳時間： 2013-11-19
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假定從8位AD中讀取數據（如果是更高位的AD可定義數據類型為int),子程序為get_ad(); 1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法） A、方法： 根據經驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設為A） 每次檢測到新值時判斷： 如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效 如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值 B、優點： 能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾 C、缺點 無法抑制那種周期性的干擾 平滑度差 /* A值可根據實際情況調整 value為有效值，new_value為當前采樣值 濾波程序返回有效的實際值 */ #define A 10 char value; char filter() { char new_value; new_value = get_ad(); if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value; return new_value; } 2、中位值濾波法 A、方法： 連續采樣N次（N取奇數） 把N次采樣值按大小排列 取中間值為本次有效值 B、優點： 能有效克服因偶然因素引起的波動干擾 對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果 C、缺點： 對流量、速度等快速變化的參數不宜 /* N值可根據實際情況調整 排序采用冒泡法*/
上傳時間： 2014-12-26
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硬件電路設計之主芯片選型 平臺的選擇很多時候和系統選擇的算法是相關的，所以如果要提高架構，平臺的設計能力，得不斷提高自身的算法設計，復雜度評估能力，帶寬分析能力。 常用的主處理器芯片有：單片機，ASIC，RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH )，DSP和FPGA等，這些處理器的比較在網上有很多的文章，在這里不老生常談了，這里只提1個典型的主處理器選型案例
上傳時間： 2013-11-05
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概述MCS-51單片機引入國內高等教學已達10年之久，隨著半導體技術的迅猛發展，經典的MCS-51單片機已不能適應當前的教學需要。全球領先的C8051F單片機覆蓋了嵌入式系統的主要技術內容，且與51單片機相兼容，是MCS－51單片機的升級換代產品。且目前發展勢頭強勁，其必將成為單片機教學的新方向。SILABS公司MCU產品中國區代理--新華龍電子有限公司適時的設計、開發了貼近當前高校教學的C8051F單片機教學實驗機（NCD-CIP51F020-B）。
上傳時間： 2013-11-07
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單片機之PPT篇 單片機特點及其發展概況•單片機區別于微處理器•單片機的廣泛應用 單片機用作微控制器，與微處理器相比，最大特點是單片化、體積大大減小，片上外設資源一般比較豐富，適合于控制。在一塊硅片上集成CPU、RAM、ROM、定時器/計數器、和多種I/O的完整的數字處理系統。•微處理器是由通用計算機中的CPU演變而來的，具有32位以上的處理器，具有較高的性能。•在PC機以286、386、Pentium、PIII高速更新換代的同時，單片機卻“始終如一”保持旺盛的生命力。而單片機實際使用的多為8位的。
標簽： 單片機
上傳時間： 2013-11-13
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MPLAB C18使用指南 簡介本文檔論述MPLAB® C18 編譯器的技術細節，并講解MPLAB C18 編譯器的所有功能。 這里假定讀者已經具備如下基本素質：• 知道如何編寫C 程序• 知道如何使用MPLAB 集成開發環境創建和調試項目• 已經閱讀并理解了所使用單片機的數據手冊 文檔內容編排如下：• 第1 章：簡介 — 提供對MPLAB C18 編譯器的概述以及有關調用編譯器的信息。• 第2 章：語法說明 — 論述MPLAB C18 編譯器與ANSI 標準的不同之處。• 第3 章：運行時模型 — 論述MPLAB C18 編譯器如何利用 PIC18 PICmicro® 單片機的資源。• 第4 章：優化 — 論述MPLAB C18 編譯器執行的優化功能。• 第5 章：示例應用程序 — 給出一個示例應用程序，并就本用戶指南中論述的各主題，對源代碼進行了說明。• 附錄A：COFF 文件格式 — 詳細闡述了Microchip 的COFF 格式。• 附錄B：采用ANSI 定義的方式 — 論述按照ANSI 標準的要求，MPLAB C18 實現所定義的執行方式。• 附錄C：命令行概述 — 列出了命令行選項以及論述每個命令行選項的參考章節。• 附錄D：MPLAB C18 診斷 — 列出了錯誤、警告和消息。• 附錄E：擴展模式 — 論述非擴展模式和擴展模式之間的區別。
上傳時間： 2013-10-30
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五年單片機學習之旅雜感在這五年的學_]中，有感慨、有遺憾、有憧憬、有希望，更重要的是我對單片機應用這個領域充滿熱情。由于才疏學淺、涉世未深，希望能與行業里的各位老9幣多多交流，不斷學習，不斷成長。
標簽： 單片機學習
上傳時間： 2013-11-24
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CANopen協議講座(5)之CANopen從站模塊（XGate-COP10） CANopen協議是在20世紀90年代末，由CiA組織（CAN-in-Automation）在CAL（CAN Application Layer）的基礎上發展而來，一經推出便在歐洲得到了廣泛的認可與應用。經過對CANopen協議規范文本的多次修改，使得CANopen協議的穩定性、實時性、抗干擾性都得到了進一步的提高。并且CiA在各個行業不斷推出設備子協議，使CANopen協議在各個行業得到更快的發展與推廣。目前CANopen協議已經在運動控制、車輛工業、電機驅動、工程機械、船舶海運等行業得到廣泛的應用。
上傳時間： 2013-11-14
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CANopen協議講座(4)之CANopen從站設備及其應用 由于可靠性、實時性、低成本、抗干擾性、兼容能力等多個方面的優勢，CAN-bus與其高層協議CANopen已成為了車輛數據通信系統的事實標準，并普遍應用于所有的可移動設施，例如船舶艦艇、客車火車、升降電梯、重載車輛、工程機械、運動系統、分布式控制網絡等。幾乎所有的通用I/O模塊、驅動器、智能傳感器、PLC、MMI設備的生產廠商都提供有支持CAN-bus與CANopen標準的產品。只要符合CANopen協議標準及其設備協議子集標準的系統，就可以在功能和接口上保證各廠商設備的互用性和可交換性。
上傳時間： 2013-12-27
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