高低噪聲濾波電路設(shè)計(jì)
出處:電子發(fā)燒友 發(fā)布于:2014-11-28 16:36:29 | 3085 次閱讀
TI 高設(shè)計(jì)是由TI 模擬產(chǎn)品創(chuàng)建的模擬解決方案。經(jīng)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)提供理論分析、器件選型、完整的印刷電路板(PCB)、可使用電路經(jīng)測(cè)試過(guò)的性能。還討論了滿(mǎn)足可替代設(shè)計(jì)目標(biāo)的電路修改。這個(gè)電路被設(shè)計(jì)為將低頻噪聲(0.1Hz 至10Hz)放大至可由示波器輕松測(cè)量的電平幅度。它采用一個(gè)0.1Hz二階的高通濾波器和一個(gè)10Hz四階的低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。0.1Hz至10Hz 噪聲測(cè)量是放大器數(shù)據(jù)手冊(cè)中常見(jiàn)的關(guān)鍵參數(shù)。這個(gè)設(shè)計(jì)用于簡(jiǎn)化0.1Hz 至10Hz 噪聲測(cè)量,常用于不同封裝類(lèi)型的運(yùn)算放大器。

設(shè)計(jì)總結(jié)此設(shè)計(jì)要求如下:電源電壓:+/-15V 直流,或+/-2.5V 直流。輸入:噪聲(nV),由放大器確定準(zhǔn)確的幅度輸出:噪聲(mV),大到能在示波器上讀出來(lái)??傇鲆妫?00dB,100,000V/V,濾波器增益:40dB,100V/VTable 1中總結(jié)了設(shè)計(jì)目標(biāo)和性能。圖示了此設(shè)計(jì)電路測(cè)試到濾波器的響應(yīng)。
工作原理:這個(gè)電路的目的是將低頻噪聲放大至可被典型示波器測(cè)量到的電平幅度這個(gè)測(cè)量值是放大器數(shù)據(jù)手冊(cè)中的常見(jiàn)關(guān)鍵參數(shù)。這些測(cè)量中采用的標(biāo)準(zhǔn)帶寬為0.1Hz 至10Hz.很多高放大器大概有參考于輸入噪聲為100nVpp數(shù)量級(jí)的總噪聲。這個(gè)電路的增益將設(shè)計(jì)為使得輸出到示波器輸入端的信號(hào)在10mVpp 或更大的值。請(qǐng)注意,當(dāng)直接用BNC接頭連接時(shí),很多示波器分辨率可達(dá)到1mV/格的顯示。此測(cè)試器件(DUT) 處于高增益工作狀態(tài),此時(shí)它是主要的噪聲源,而級(jí)聯(lián)濾波器電路內(nèi)的噪聲不是很明顯。這個(gè)級(jí)聯(lián)濾波器的目的是為了具有低噪聲、的濾波器截止頻率和的增益。低頻噪聲規(guī)格總是以DUT等效的輸入噪聲為參考。示波器測(cè)得的噪聲為10mVpp。通過(guò)用輸出噪聲除以總增益計(jì)算得到RTI噪聲。在這個(gè)示例中,總增益為100,000 (10 x 1,000),所以用輸出噪聲除以總增益得到RTI噪聲(Vn-RTI = 10mV / 100,000 = 100nVpp)。
中顯示這個(gè)設(shè)計(jì)電路更完整的原理圖。級(jí)是在測(cè)試器件(DUT)。在這個(gè)器件上配有插槽以實(shí)現(xiàn)不同封裝器件的輕松測(cè)試。跟隨DUT 的三個(gè)級(jí)聯(lián)電路組成一個(gè)0.1Hz(二階)至10Hz(四階)帶通濾波器。目的是將OPA827 上的低頻電壓噪聲放大至可由示波器容易讀出的電平幅度。0.1Hz 至10Hz 的帶寬選擇是一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

級(jí)-DUT這個(gè)電路的用途是測(cè)量運(yùn)算放大器的低頻噪聲。級(jí)是我們希望測(cè)試的運(yùn)算放大器,被稱(chēng)為測(cè)試器件(DUT)。如所示,DUT 是一個(gè)高增益(1000x)電路以確保其噪聲是整個(gè)電路的主要噪聲源,跟隨的后級(jí)運(yùn)放電路噪聲可忽略。設(shè)置增益的并聯(lián)電阻組合被選擇為限度地減少電阻熱噪聲(Req = 100kΩ || 100Ω = 99.9Ω)。顯示電阻和熱噪聲之間的關(guān)系。在這個(gè)電路中,由等效電阻Req = 99.9Ω產(chǎn)生的噪聲大約為1.1nV。
第二級(jí)是一個(gè)增益為10 的高通濾波器。德州儀器(TI) 公司的軟件工具Filter-proTM 可用來(lái)設(shè)計(jì)此類(lèi)型濾波器??蛇x擇一個(gè)二階的Butterworth,Sallen-Key,高通濾波器等濾波器選用平坦幅度的Butterworth 頻率響應(yīng)Sallen-Key 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被使用,這是因?yàn)樗a(chǎn)生更多合理的器件值;也就是說(shuō),電容和電阻在可用的范圍內(nèi),以選用低成本高器件。
第三級(jí)是增益為10 的10Hz 低通濾波器。此濾波器為一個(gè)二階Butterworth 多反饋高通濾波器。Butterworth 頻率響應(yīng)被選為平坦幅度。多反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被使用,這是因?yàn)樗a(chǎn)生更多合理的器件值;也就是說(shuō),電容和電阻在可用的范圍內(nèi),以選用低成本高器件。
第四級(jí)是一個(gè)增益為1 的10Hz 低通濾波器。它與第三級(jí)相似,但是增益為1.第三級(jí)和第四級(jí)的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)4th階低通濾波器。此濾波器被設(shè)計(jì)為一個(gè)二階,Butterworth,多反饋,高通濾波器。Butterworth 頻率響應(yīng)被設(shè)計(jì)為平坦幅度。多反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被使用,這是因?yàn)樗a(chǎn)生更多合理的器件值;比如說(shuō),電容和電阻可選用有效的參數(shù)值,以實(shí)現(xiàn)低成本高器件選型。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng),http://m.58mhw.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性,不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- LM317:高效構(gòu)建電壓源及電流源電路方案1
- 如何使用多相轉(zhuǎn)換器平衡電流2
- LTC4365 如何實(shí)現(xiàn)敏感電路過(guò)壓與反接保護(hù)3
- MOS 管邏輯電路五種門(mén)電路特性4
- 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制電路簡(jiǎn)介5
- 單鍵開(kāi)關(guān)機(jī)電路與輕觸開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析6
- 二極管的恒壓降模型7
- MC34063電路計(jì)算公式及應(yīng)用講解8
- 3.3V - 1.8V 電平雙向轉(zhuǎn)換:多場(chǎng)景配置及獨(dú)特優(yōu)勢(shì)剖析9
- 液晶電視機(jī)電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要點(diǎn)10
- XR2206函數(shù)發(fā)生器
- MC34063電路計(jì)算公式及應(yīng)用講解
- 二極管的恒壓降模型
- 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制電路簡(jiǎn)介
- 如何使用多相轉(zhuǎn)換器平衡電流
- 液晶電視機(jī)電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要點(diǎn)
- LTC4365 如何實(shí)現(xiàn)敏感電路過(guò)壓與反接保護(hù)
- 單鍵開(kāi)關(guān)機(jī)電路與輕觸開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析
- MOS 管邏輯電路五種門(mén)電路特性
- LM317:高效構(gòu)建電壓源及電流源電路方案














