MAX29X是美國MAXIM公司生瓣的8階開關(guān)電容低通濾波器,由于價格便宜、使用方便、設(shè)計(jì)簡單,在通訊、信號自理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文就其工作原理、電氣參數(shù)、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)等問題作了討論,具有一定的實(shí)用參考價值。關(guān)鍵詞:開關(guān)電容、濾波器、設(shè)計(jì) 1 引言 開關(guān)電容濾波器在近些年得到了迅速的發(fā)展,世界上一些知名的半導(dǎo)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(fā)展上了一個新臺階。 MAXIM公司在模擬器件生產(chǎn)領(lǐng)域頗具影響,它生產(chǎn)MAX291/292/293/294/295/296/297系列8階低通開關(guān)電容濾波器由于使用方便(基本上不需外接元件)、設(shè)計(jì)簡單(頻率響應(yīng)函數(shù)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(yōu)點(diǎn),在ADC的反混疊濾波、噪聲分析、電源噪聲抑制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 MAX219/295為巴特活思(型濾波器,在通頻帶內(nèi),它的增益最穩(wěn)定,波動小,主要用于儀表測量等要求整個通頻帶內(nèi)增益恒定的場合。MAX292/296為貝塞爾(Bessel)濾波器,在通頻帶內(nèi)它的群時延時恒定的,相位對頻率呈線性關(guān)系,因此脈沖信號通過MAX292/296之后尖峰幅度小,穩(wěn)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(guān)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(shè)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(nèi)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(chǎn)生的時延不同,輸出波形中就出現(xiàn)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(diǎn)后輸出將隨頻率的變高而增大,直到第二個零點(diǎn)處。這樣幾番重復(fù)就使阻事賓頻響呈現(xiàn)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(nèi)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(shù)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(nèi)部時鐘。使用內(nèi)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(dú)立的運(yùn)算放大器(其反相輸入端已在內(nèi)部接地)。用這個運(yùn)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(xù)時間低通濾波器。 下面歸納一下它們的特點(diǎn): ●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(diào)整時鐘,截止頻率的調(diào)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(nèi)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(dú)立的運(yùn)算放大器可用于其它應(yīng)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(shù) 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(dú)立運(yùn)放的輸出端。 OP INT:獨(dú)立運(yùn)放的同相輸入端。 OUT:濾波器輸出。 IN:濾波器輸入。 V-:負(fù)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(shù)如下: 電源(V+~V-):12V 輸入電壓(任意腳):V--0.3V≤VIN≤V++0.3V 連續(xù)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(shù)的形狀電容濾波器都采用四節(jié)級連結(jié)構(gòu),每一節(jié)包含兩個濾波器極點(diǎn)。這種方法的特點(diǎn)就是易于設(shè)計(jì)。但采用這種方法設(shè)計(jì)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(guān)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(yōu)點(diǎn),在這種結(jié)構(gòu)中每個元件的影響作用是對于整個頻率響應(yīng)曲線的,某元件值的誤差將會分散到所有的極點(diǎn),因此不值像四節(jié)級連結(jié)構(gòu)那樣對某一個極點(diǎn)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(shè)計(jì)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(jù)對應(yīng)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(guān)電容濾波器的時鐘信號既可幅外部時鐘直接驅(qū)動也可由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)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(fā)生器的輸出相連。通過調(diào)整外部時鐘的頻率,可完成濾波器拐角的實(shí)時調(diào)整。 當(dāng)使用內(nèi)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(guān)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(shí)際電路中一般要在正負(fù)電源和GND之間接一旁路電容。 當(dāng)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(dú)立運(yùn)算放大器的用法 MAX29X中都設(shè)計(jì)有一個獨(dú)立的運(yùn)算放大器,這個放大器和濾波器的實(shí)現(xiàn)無直接關(guān)系,用這個放大器可組成一個一階和二階濾波器,用于實(shí)現(xiàn)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(yùn)算放大器的反相端已在內(nèi)部和GND相連。 圖6是用該獨(dú)立運(yùn)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(fù)載要求(MAX29X的輸出負(fù)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(yīng)關(guān)系參見表1。
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PSHLY-B回路電阻測試儀介紹
上傳時間: 2013-11-05
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針對目前使用的RS232接口數(shù)字化B超鍵盤存在PC主機(jī)啟動時不能設(shè)置BIOS,提出一種PS2鍵盤的設(shè)計(jì)方法。基于W78E052D單片機(jī),采用8通道串行A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)了8個TGC電位器信息采集電路,電位器位置信息以鍵盤掃描碼序列形式發(fā)送,正交編碼器信號通過XC9536XL轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可接收的中斷信號,軟件接收到中斷信息后等效處理成按鍵。結(jié)果表明,在滿足開機(jī)可設(shè)置BIOS同時,又可實(shí)現(xiàn)超聲特有功能,不需要專門設(shè)計(jì)驅(qū)動程序,接口簡單,成本低。 Abstract: Aiming at the problem of the digital ultrasonic diagnostic imaging system keyboard with RS232 interface currently used couldn?蒺t set the BIOS when the PC boot, this paper proposed a design method of PS2 keyboards. Based on W78E052D microcontroller,designed eight TGC potentiometers information acquisition circuit with 8-channel serial A/D converter, potentiometer position information sent out with keyboard scan code sequentially.The control circuit based on XC9536 CPLD is used for converting the mechanical actions of the encoders into the signals that can be identified by the MCU, software received interrupt information and equivalently treatmented as key. The results show that the BIOS can be set to meet the boot, ultrasound specific functionality can be achieved at the same time, it does not require specially designed driver,the interface is simple and low cost.
標(biāo)簽: 單片機(jī) B超 數(shù)字化 鍵盤設(shè)計(jì)
上傳時間: 2013-10-10
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關(guān)于PCB封裝的資料收集整理. 大的來說,元件有插裝和貼裝.零件封裝是指實(shí)際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點(diǎn)的位置。是純粹的空間概念.因此不同的元件可共用同一零件封裝,同種元件也可有不同的零件封裝。像電阻,有傳統(tǒng)的針插式,這種元件體積較大,電路板必須鉆孔才能安置元件,完成鉆孔后,插入元件,再過錫爐或噴錫(也可手焊),成本較高,較新的設(shè)計(jì)都是采用體積小的表面貼片式元件(SMD)這種元件不必鉆孔,用鋼膜將半熔狀錫膏倒入電路板,再把SMD 元件放上,即可焊接在電路板上了。晶體管是我們常用的的元件之一,在DEVICE。LIB庫中,簡簡單單的只有NPN與PNP之分,但實(shí)際上,如果它是NPN的2N3055那它有可能是鐵殼子的TO—3,如果它是NPN的2N3054,則有可能是鐵殼的TO-66或TO-5,而學(xué)用的CS9013,有TO-92A,TO-92B,還有TO-5,TO-46,TO-52等等,千變?nèi)f化。還有一個就是電阻,在DEVICE 庫中,它也是簡單地把它們稱為RES1 和RES2,不管它是100Ω 還是470KΩ都一樣,對電路板而言,它與歐姆數(shù)根本不相關(guān),完全是按該電阻的功率數(shù)來決定的我們選用的1/4W 和甚至1/2W 的電阻,都可以用AXIAL0.3 元件封裝,而功率數(shù)大一點(diǎn)的話,可用AXIAL0.4,AXIAL0.5等等。現(xiàn)將常用的元件封裝整理如下:電阻類及無極性雙端元件:AXIAL0.3-AXIAL1.0無極性電容:RAD0.1-RAD0.4有極性電容:RB.2/.4-RB.5/1.0二極管:DIODE0.4及DIODE0.7石英晶體振蕩器:XTAL1晶體管、FET、UJT:TO-xxx(TO-3,TO-5)可變電阻(POT1、POT2):VR1-VR5這些常用的元件封裝,大家最好能把它背下來,這些元件封裝,大家可以把它拆分成兩部分來記如電阻AXIAL0.3 可拆成AXIAL 和0.3,AXIAL 翻譯成中文就是軸狀的,0.3 則是該電阻在印刷電路板上的焊盤間的距離也就是300mil(因?yàn)樵陔姍C(jī)領(lǐng)域里,是以英制單位為主的。同樣的,對于無極性的電容,RAD0.1-RAD0.4也是一樣;對有極性的電容如電解電容,其封裝為RB.2/.4,RB.3/.6 等,其中“.2”為焊盤間距,“.4”為電容圓筒的外徑。對于晶體管,那就直接看它的外形及功率,大功率的晶體管,就用TO—3,中功率的晶體管,如果是扁平的,就用TO-220,如果是金屬殼的,就用TO-66,小功率的晶體管,就用TO-5,TO-46,TO-92A等都可以,反正它的管腳也長,彎一下也可以。對于常用的集成IC電路,有DIPxx,就是雙列直插的元件封裝,DIP8就是雙排,每排有4個引腳,兩排間距離是300mil,焊盤間的距離是100mil。SIPxx 就是單排的封裝。等等。值得我們注意的是晶體管與可變電阻,它們的包裝才是最令人頭痛的,同樣的包裝,其管腳可不一定一樣。例如,對于TO-92B之類的包裝,通常是1 腳為E(發(fā)射極),而2 腳有可能是B 極(基極),也可能是C(集電極);同樣的,3腳有可能是C,也有可能是B,具體是那個,只有拿到了元件才能確定。因此,電路軟件不敢硬性定義焊盤名稱(管腳名稱),同樣的,場效應(yīng)管,MOS 管也可以用跟晶體管一樣的封裝,它可以通用于三個引腳的元件。Q1-B,在PCB 里,加載這種網(wǎng)絡(luò)表的時候,就會找不到節(jié)點(diǎn)(對不上)。在可變電阻
上傳時間: 2013-11-03
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地彈的形成:芯片內(nèi)部的地和芯片外的PCB地平面之間不可避免的會有一個小電感。這個小電感正是地彈產(chǎn)生的根源,同時,地彈又是與芯片的負(fù)載情況密切相關(guān)的。下面結(jié)合圖介紹一下地彈現(xiàn)象的形成。 簡單的構(gòu)造如上圖的一個小“場景”,芯片A為輸出芯片,芯片B為接收芯片,輸出端和輸入端很近。輸出芯片內(nèi)部的CMOS等輸入單元簡單的等效為一個單刀雙擲開關(guān),RH和RL分別為高電平輸出阻抗和低電平輸出阻抗,均設(shè)為20歐。GNDA為芯片A內(nèi)部的地。GNDPCB為芯片外PCB地平面。由于芯片內(nèi)部的地要通過芯片內(nèi)的引線和管腳才能接到GNDPCB,所以就會引入一個小電感LG,假設(shè)這個值為1nH。CR為接收端管腳電容,這個值取6pF。這個信號的頻率取200MHz。雖然這個LG和CR都是很小的值,不過,通過后面的計(jì)算我們可以看到它們對信號的影響。先假設(shè)A芯片只有一個輸出腳,現(xiàn)在Q輸出高電平,接收端的CR上積累電荷。當(dāng)Q輸出變?yōu)榈碗娖降臅r候。CR、RL、LG形成一個放電回路。自諧振周期約為490ps,頻率為2GHz,Q值約為0.0065。使用EWB建一個仿真電路。(很老的一個軟件,很多人已經(jīng)不懈于使用了。不過我個人比較依賴它,關(guān)鍵是建模,模型參數(shù)建立正確的話仿真結(jié)果還是很可靠的,這個小軟件幫我發(fā)現(xiàn)和解決過很多實(shí)際模擬電路中遇到的問題。這個軟件比較小,有比較長的歷史,也比較成熟,很容易上手。建議電子初入門的同學(xué)還是熟悉一下。)因?yàn)橹魂P(guān)注下降沿,所以簡單的構(gòu)建下面一個電路。起初輸出高電平,10納秒后輸出低電平。為方便起見,高電平輸出設(shè)為3.3V,低電平是0V。(實(shí)際200M以上芯片IO電壓會比較低,多采用1.5-2.5V。)
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上傳時間: 2013-10-17
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P C B 可測性設(shè)計(jì)布線規(guī)則之建議― ― 從源頭改善可測率PCB 設(shè)計(jì)除需考慮功能性與安全性等要求外,亦需考慮可生產(chǎn)與可測試。這里提供可測性設(shè)計(jì)建議供設(shè)計(jì)布線工程師參考。1. 每一個銅箔電路支點(diǎn),至少需要一個可測試點(diǎn)。如無對應(yīng)的測試點(diǎn),將可導(dǎo)致與之相關(guān)的開短路不可檢出,并且與之相連的零件會因無測試點(diǎn)而不可測。2. 雙面治具會增加制作成本,且上針板的測試針定位準(zhǔn)確度差。所以Layout 時應(yīng)通過Via Hole 盡可能將測試點(diǎn)放置于同一面。這樣就只要做單面治具即可。3. 測試選點(diǎn)優(yōu)先級:A.測墊(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件腳(Component Lead) D.貫穿孔(Via Hole)(未Mask)。而對于零件腳,應(yīng)以AI 零件腳及其它較細(xì)較短腳為優(yōu)先,較粗或較長的引腳接觸性誤判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm),厚度少于此值之PCB 容易板彎變形,影響測點(diǎn)精準(zhǔn)度,制作治具需特殊處理。5. 避免將測點(diǎn)置于SMT 之PAD 上,因SMT 零件會偏移,故不可靠,且易傷及零件。6. 避免使用過長零件腳(>170mil(4.3mm))或過大的孔(直徑>1.5mm)為測點(diǎn)。7. 對于電池(Battery)最好預(yù)留Jumper,在ICT 測試時能有效隔離電池的影響。8. 定位孔要求:(a) 定位孔(Tooling Hole)直徑最好為125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 須有2 個定位孔和一個防呆孔(也可說成定位孔,用以預(yù)防將PCB反放而導(dǎo)致機(jī)器壓破板),且孔內(nèi)不能沾錫。(c) 選擇以對角線,距離最遠(yuǎn)之2 孔為定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不應(yīng)設(shè)計(jì)成中心對稱,即PCB 旋轉(zhuǎn)180 度角后仍能放入PCB,這樣,作業(yè)員易于反放而致機(jī)器壓破板)9. 測試點(diǎn)要求:(e) 兩測點(diǎn)或測點(diǎn)與預(yù)鉆孔之中心距不得小于50mil(1.27mm),否則有一測點(diǎn)無法植針。以大于100mil(2.54mm)為佳,其次是75mil(1.905mm)。(f) 測點(diǎn)應(yīng)離其附近零件(位于同一面者)至少100mil,如為高于3mm 零件,則應(yīng)至少間距120mil,方便治具制作。(g) 測點(diǎn)應(yīng)平均分布于PCB 表面,避免局部密度過高,影響治具測試時測試針壓力平衡。(h) 測點(diǎn)直徑最好能不小于35mil(0.9mm),如在上針板,則最好不小于40mil(1.00mm),圓形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之測點(diǎn)需額外加工,以導(dǎo)正目標(biāo)。(i) 測點(diǎn)的Pad 及Via 不應(yīng)有防焊漆(Solder Mask)。(j) 測點(diǎn)應(yīng)離板邊或折邊至少100mil。(k) 錫點(diǎn)被實(shí)踐證實(shí)是最好的測試探針接觸點(diǎn)。因?yàn)殄a的氧化物較輕且容易刺穿。以錫點(diǎn)作測試點(diǎn),因接觸不良導(dǎo)致誤判的機(jī)會極少且可延長探針使用壽命。錫點(diǎn)尤其以PCB 光板制作時的噴錫點(diǎn)最佳。PCB 裸銅測點(diǎn),高溫后已氧化,且其硬度高,所以探針接觸電阻變化而致測試誤判率很高。如果裸銅測點(diǎn)在SMT 時加上錫膏再經(jīng)回流焊固化為錫點(diǎn),雖可大幅改善,但因助焊劑或吃錫不完全的緣故,仍會出現(xiàn)較多的接觸誤判。
標(biāo)簽: PCB 可測性設(shè)計(jì) 布線規(guī)則
上傳時間: 2014-01-14
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TKS仿真器B系列快速入門
上傳時間: 2013-10-31
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資料介紹說明: PCB阻抗匹配計(jì)算工具與教程下載,該工具綠色版免安裝,下載的朋友可以下載雙擊CITS25.EXE打開,帶破解文件,截圖如下: 該CITS25應(yīng)用也可運(yùn)行在客服端使用一個捷徑CITS25.exe檔案 在服務(wù)器上的pc。這可能無法正常工作,如果某些操作系統(tǒng)文件不存在的客戶端。應(yīng)用程序?qū)⑿枰獔蟾娴娜魏挝募绮辉趫觯@是第一次跑。要解決此問題或者安裝該軟件對這些客戶端或復(fù)制檔案失蹤 另一臺計(jì)算機(jī)的Windows系統(tǒng)目錄中的客戶端。
標(biāo)簽: PCB 阻抗匹配 計(jì)算工具 教程下載
上傳時間: 2013-11-19
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資料介紹說明 PCB開料軟件,可算出板料利用率與做成品個算,有破解文件,可長期使用 詳細(xì)看下圖:
上傳時間: 2013-11-04
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標(biāo)簽: PCB 阻抗匹配 計(jì)算工具 教程下載
上傳時間: 2014-12-31
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