运用LTC1569低通滤波连接器电路设计方案

　　信号调理电路是数据采集器中不可缺少的一部分。随着数据采集技术不断发展，对信号调理电路的要求也越来越高，其电路设计的优化程度直接关系到数据采集器的精度和稳定性。而滤波电路则是信号调理模块的关键所在。普通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，而且应用于频率较高的场合，元件周围的分布电容将严重影响滤波器的特性，使其偏离预定的工作状态。普通有源滤波器还因为稳定性较差，较难实现窄带宽的设计，不易获得高Q值，难以满足系统要求。本文设计的传感器信号调理电路采用LTC1569型通用滤波器，能够高精度滤波调理传感器输出信号，从而满足数据采集器高精度和高稳定性的要求，与普通的有源滤波器相比。LTCl569组成的滤波器具有外接元件少，结构简单，参数调整方便和稳定性较好等优点。

　　LTC1569的工作模式

　　LTC1569需要依靠一个时钟来驱动电路，可采用外部时钟或者内部时钟两种方式。当使用外部时钟时只需将引脚6（Rx）与引脚4（V-）短接。当采用内部时钟时，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的关系是：

　

　　

　　当DIV／CLK引脚短接到V-引脚时。内部分频设置为1：1：当DIV／CLK引脚通过一只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。

　　利用LTC1569实现抗混叠滤波

　　低通滤波电路

　　本设计要求截止频率为2 kHz，根据外接电阻和截止频率的关系得到外接电阻REXT=40 kΩ，将DIV／CLK引脚短接到V+引脚。滤波电路连接如图2所示。

　　

　　该电路采用单电源供电模式，因此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。通过分压得到GND引脚的参考电压为2 V。IN+引脚为信号输入引脚，OUT引脚为电路输出引脚，通过该滤波电路即可输出性能良好的波形。R10设置滤波器的截止频率，本设计要求截止频率为2 kHz，经计算得到R10=40 kΩ，实验中测量了不同频率下LTC1569的输入和输出幅值，如表1所示。

　　

　　由表1可以看出，当输入频率f=100 Hz、f截止=200 Hz时输出信号开始衰减，当f=f截止=2 kHz时，输出信号的幅值为输入信号的0．707倍，符合低通滤波电路的幅频特性，保证了滤波电路的截止频率为2 kHz。

　　另外，信号经LTC1569输出后需加入电压跟随器。因为滤波器的输出阻抗比较高，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中，这就需电压跟随器进行缓冲，降低输出阻抗。LTC1569低通滤波器可广泛应用于精度要求较高的系统中，与传统有源滤波器相比，LTC1569实现抗混叠滤波器具有巨大的优势，由于它可通过一只外接电阻来设置截止频率，使用起来非常方便灵活。由此可见，LTC1569在信号调理电路中具有广泛的应用前景。