1 导言
信号调度电路是数据收集器中不行短少的一部分。跟着数据收集技能不断发展，对信号调度电路的要求也越来越高，其电路规划的优化程度直接联系到数据收集器的精度和稳定性。而滤波电路则是信号调度模块的关键所在。一般有源滤波器是由运算放大器和电阻、电容组成，但参数调整困难，而且运用于频率较高的场合，元件周围的分布电容将严峻影响滤波器的特性，使其违背预订的作业状况。一般有源滤波器还因为稳定性较差，较难完成窄带宽的规划，不易取得高Q值，难以满意体系要求。本文规划的传感器信号调度电路选用LTC1569型通用滤波器，能够高精度滤波调度传感器输出信号，然后满意数据收集器高精度和高稳定性的要求，与一般的有源滤波器比较。LTCl569组成的滤波器具有外接元件少，结构简略，参数调整便利和稳定性较好等长处。
2 LTC1569简介
LTC1569是Linear公司出产的十阶低通滤波器，截止频率可调，最大截止频率可达300 kHz（5 V供电）。它有很低的失调电流、漂移电流和偏置电流，并具有很宽的动态规模。作业电压为3 V．5 V或许±5 V。
2．1 LTC1569的引脚功用
LTC1569选用8引脚SO封装，各个引脚的功用如下：
IN+/IN-（引脚1，2）：信号输入端。当信号由引脚1输入时，输出直流增益为1；而由引脚2输入时，输出直流增益为-1。
GND（引脚3）：滤波器的参阅电压，当单5 V电源供电时，其电压为2 V；当3 V电源供电时，其电压为1．11 V。V-/V+（引脚4，7）：滤波器电源正负输入端。一般，在引脚4和引脚7之直接一只1μF的瓷片电容作为旁路电容以消除搅扰，而且该旁路电容应尽或许接近滤波器放置。假如双电源供电，则引脚3接地，引脚4与引脚3以及引脚7与引脚3之间别离接一只0．1μF的旁路电容。
DIV／CLK（引脚5）：时钟信号输入端。该滤波器既可运用内部时钟，也可运用外部时钟。运用内部时钟时，经过调度一只外接电阻改动截止频率；运用外部时钟时。任何TTL和CMOS占空比为50％的方波时钟信号源都可作为时钟信号输入。时钟信号源的供电电源不能作为滤波器的供电电源，滤波器的模仿地有必要与时钟信号源的模仿地衔接在一起。Rx（引脚6）：在该引脚和引脚7（V+）之直接一只外接电阻Rx用以发动内部时钟。该电阻值决议滤波器的截止频率。当该引脚接到引脚4（V-）时，内部时钟制止。OUT（引脚8）：信号输出端。
2．2 LTC1569的作业形式
LTC1569需求依托一个时钟来驱动电路，可选用外部时钟或许内部时钟两种方法。当运用外部时钟时只需将引脚6（Rx）与引脚4（V-）短接。当选用内部时钟时，需外接一只电阻REXT，其电路接法如图1所示，电阻值与截止频率，fCUTOFF的联系是：
当DIV／CLK引脚短接到V-引脚时。内部分频设置为1：1：当DIV／CLK引脚经过一只100 pF的电容接V-引脚时，内部分频设置为1：4；当DIV／CLK引脚短接到V+引脚时，内部分频设置为1：16。
3 运用LTC1569完成抗混叠滤波
3．1 低通滤波电路
本规划要求截止频率为2 kHz，依据外接电阻和截止频率的联系得到外接电阻REXT=40 kΩ，将DIV／CLK引脚短接到V+引脚。滤波电路衔接如图2所示。
该电路选用单电源供电形式，因而V+引脚接+5 V电源，C11为电源滤波电容，以确保输入电压质量。R9和R12为分压电阻。经过火压得到GND引脚的参阅电压为2 V。IN+引脚为信号输入引脚，OUT引脚为电路输出引脚，经过该滤波电路即可输出功能杰出的波形。R10设置滤波器的截止频率，本规划要求截止频率为2 kHz，经核算得到R10=40 kΩ，试验中丈量了不同频率下LTC1569的输入和输出幅值，如表1所示。
由表1能够看出，当输入频率f=100 Hz、f截止=200 Hz时输出信号开端衰减，当f=f截止=2 kHz时，输出信号的幅值为输入信号的0．707倍，契合低通滤波电路的幅频特性，确保了滤波电路的截止频率为2 kHz。
别的，信号经LTC1569输出后需参加电压跟从器。因为滤波器的输出阻抗比较高，假如后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有恰当的部分损耗在前级的输出电阻中，这就需电压跟从器进行缓冲，下降输出阻抗。
3．2 规划中留意事项
运用LTC1569规划低通滤波器时，应留意以下几个问题：
（1）该规划中，LTC1569选用内部时钟作业方法，其电路结构简略，截止频率由外接电阻决议，因而要选取准确度至少为1％的精细电阻，调试时需求按核算值做恰当调整，以确保截止频率的准确。别的当选用单+5 V电源供电时，该外接电阻的阻值规模应在3．8~40 kΩ。
（2）选用单+5 V电源供电，因而V-引脚接地，GND引脚经过火压电阻分压取得一个2 V的参阅电压。GND引脚与V-引脚需求接一只1μF的电容。
（3）信号经低通滤波器后输出波形相位一般与本来的信号不一致，输入信号与输出信号之问简单发生相移，为了消除相移而又不影响输出信号的幅值。可在滤波输出后级加等幅的移相电路。
4 试验成果剖析
依据以上剖析，运用LTC1569建立滤波电路。依据输出要求，截止频率设定为2 kHz，外接电阻阻值为40 kΩ，选用单5 V电源供电，上电后丈量滤波电路的截止频率，GND引脚电压为2 V，契合LTC1569的作业要求。别的，在试验中还运用M AX291滤波器规划滤波电路，用以比照2种滤波器材的滤波作用。MAX291是八阶开关电容低通滤波器，其运用方法与LTC1569根本相同，作业电压为+5 V或许±5 V，能够选用外部时钟和内部时钟两种方法，若运用内部时钟，只需外接一只电容器。
现选用某传感器信号作为输入信号，经规划的滤波电路后由数据收集器进行收集，得到试验成果：图3a为未运用LTC1569进行滤波收集到的信号波形，图 3b为运用LTC1569进行滤波收集到的信号波形，图3c为运用MAX291进行滤波收集到的信号波形。从图3中能够看出。运用LTC1569进行滤波后的波形比较滑润，而运用MAX291进行滤波后信号则呈现严峻十扰。试验证明LTC1569滤波电路对信号具有很好的滤波作用，高频噪声经过该滤波电路后能够彻底滤除。但输出波形与输入波形存在相位偏移，这能够经过后置等幅相移电路进行批改。
5 定论
LTC1569低通滤波器可广泛运用于精度要求较高的体系中，与传统有源滤波器比较，LTC1569完成抗混叠滤波器具有巨大的优势，因为它可经过一只外接电阻来设置截止频率，运用起来十分便利灵敏。由此可见，LTC1569在信号调度电路中具有广泛的运用远景。
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