1478ФН2У
-
ФНЧ Баттерворта
8-го порядка
Корпус Н02.8 - 1В
Ближайший аналог МАХ 295 ф. Maxim
Функциональное назначение
фильтр низкой частоты Баттерворта 8-го порядка, реализо-
ванный как фильтр на переключаемых конденсаторах с воз-
можностью установки частоты среза от 0,1 Гц до 50 кГц
Условное графическое
изображение
CLK
1
FF
OUT_AMP
Таблица назначения выводов
Номе-
ра
выво-
дов
Обознач
ение
Назначение
1 CLK
Вход управления частотой среза
2
U
SS
Питание от источника напряжения от-
рицательной полярности
3
OUT_AMP
Выход операционного усилителя (ОУ)
4 IN_AMP
Вход операционного усилителя (ОУ)
5 OUT
Выход фильтра
6 OV
Вывод общий
7 U
CC
Питание от источника напряжения по-
ложительной полярности
8 IN
Вход фильтра
Таблица предельно допустимых и предельных
режимов эксплуатации
Н О Р М А
Предельно
допустимый
режим
Предельный
режим
Наименование
параметра
режима,
единица изме-
рения
Бук-
венное
обо-
значе-
ние
не
менее
не
более
не
менее
не
более
U
CC
2,375
5,5
1,0
6,0
Двуполярное
питание, В
U
SS
- 5,5 - 2,375
- 6,0
- 1,0
Однополярное
питание, В
U
CC
4,75
11,0
- 0,3
12,0
Входное
напряжение, В
U
I
0 U
CC
- 0,3 U
CC
+0,3
Постоянный
(средний) ток
через любой из
выходов, мА
I
0
- - - 10,0
Рассеиваемая
мощность, мВт
P
tot
- - - 300
Электрические параметры в диапазоне рабочих температур
Норма
параметра
Наименование параметра,
единица измерения,
режим измерения
Бук-
венное
обо-
значе-
ние
не
менее
не
более
Темпера-
тура
среды
(корпуса),
о
С
Выходное напряжение, В, при
U
0 1
-
- 4,0
25 10
U
I
= U
SS
+ 0,5 В, R
L
= 20 кОм,
- 60 3
f
CLK
= 50 кГц, U
СС
= +5,0 В, U
SS
= -5,0 В
85 3
Выходное напряжение, В, при
U
0 2
+ 4,0
-
25 10
U
I
= U
CC
- 0,5 В, R
L
= 20 кОм,
- 60 3
f
CLK
= 50 кГц, U
СС
= +5,0 В, U
SS
= -5,0 В
85 3
Выходное напряжение, мВ, при
U
I
= 0 В, R
L
= 20 кОм,
f
CLK
= 50 кГц, U
CC
= + 5,0 В, U
SS
= -5,0 В
U
0 3
- 400,0 +400,0
25 10
- 60 3
85 3
Ток потребления, мА, при
U
СС
= + 5,0 В, U
SS
= -5,0 В
I
CC
- 22,0
25 10
- 60 3
85 3
Входной ток ОУ, мкА, при
U
СС
= + 5,0 В, U
SS
= -5,0 В
I
I
-
0,05
25 10
- 60 3
85 3
Частота среза, Гц, при
U
I
= 2,7 В, R
L
= 20 кОм,
f
CLK
= 50 кГц, U
СС
= + 5,0 В, U
SS
= -5,0 В
f
СРЗ
970 1030
25 10
- 60 3
85 3
Максимальная частота среза, кГц, при
U
I
= 2,7 В, R
L
= 20 кОм,
f
CLK
= 2,5 МГц, U
СС
= + 5,0 В, U
SS
= -5,0
В
f
СРЗmax
48,0
52,0
25 10
- 60 3
85 3
Минимальная частота среза, Гц, при
U
I
= 2,7 В, R
Н
= 20 кОм,
f
CLK
= 5 Гц, U
СС
= + 5,0 В, U
SS
= -5,0 В
f
СРЗmin
0,09 1,11
25 10
- 60 3
85 3
Динамический диапазон, дБ, при
U
I
= 4,0 В; R
L
= 20 кОм; F
CLK
= 50 кГц;
U
СС
= + 5,0 В; U
SS
= - 5,0 В
U
дин
** 70
-
25 10
- 60 3
85 3
Коэффициент прямоугольности фильт-
ра, отн.ед., при
R
L
= 20 кОм,
f
CLK
= 50 кГц, U
СС
= +5,0 В, U
SS
= -5,0 В,
К
П
* - 2,7
25 10
- 60 3
85 3
Коэффициент передачи фильтра,
отн. ед., при
U
I
= 2,7 В, R
L
= 20 кОм, f
I
= 0,7 кГц
U
СС
= +5,0 В, U
SS
= -5,0 В
К
У
- 1,00,1
25 10
- 60 3
85 3
Частота единичного усиления ОУ, МГц,
при U
I
= 1,0 В, R
L
= 20кОм,
U
СС
= +5,0 В, U
SS
= -5,0 В
f
1
1,0 -
25 10
- 60 3
85 3
Примечания
1 * - Кп = f(60 дБ)/f(3 дБ)
2 ** - U
дин
- коэффициент подавления в полосе задерживания
OV
OUT
IN_AMP
IN
Ucc
Uss
2
8
4
6
5
3
7
Техническое описание работы микросхемы
Микросхема 1478ФН2У является фильтром низкой частоты
(ФНЧ) Баттерворта 8-го порядка на переключаемых конденсаторах, с
возможностью установки частоты среза (F
среза
) от 0,1 Гц до 50 кГц.
На рисунке 1 представлена амплитудно-частотная характери-
стика (АЧХ) фильтра при частоте среза F
среза
, равной 1кГц.
Подавление в полосе задерживания составляет не менее 70
дБ, при этом коэффициент прямоугольности фильтра К
п
= f(60 дБ)/f(3
дБ) составляет не более 2,7 отн.ед.
Частота среза f
СРЗ
в указанном диапазоне может программи-
роваться внешней частотой (f
I.СLOK
) в соотношении 50:1, то есть f
СРЗ
=
f
I.СLOK
/50.
Микросхема фильтра работает как от двуполярного (от
2,375 до 5,5 В), так и от однополярного (от 4,75 до 11,0 В) напря-
жения питания.
Двуполярное напряжение
2,5 В эквивалентно однополярно-
му напряжению +5,0 В. Пример включения микросхемы с однополяр-
ным напряжением питания +5,0 В приведён на рисунке внизу.
Микросхема позволяет работать как
с внешним тактовым генератором, так и с
внутренним. Для использования микро-
схемы в режиме работы с внутренним ге-
нератором ко входу CLK подключается
конденсатор. При подключении к входу
CLK конденсатора С = 1000 пФ частота
внутреннего генератора находится в диа-
пазоне от 8 кГц до 15 кГц.
Рекомендации по использованию микросхемы
ФНЧ Баттерворта обеспечивают максимально равномерную АЧХ, что делает их идеальными для ис-
пользования в приложениях, где требуется минимальная ошибка коэффициента передачи. Однако следует
помнить, что ФНЧ Баттерворта имеет нелинейную фазовую характеристику, в отличие, например, от фильтра
Бесселя.
Наличие восьми полюсов в фильтре 8-
го порядка обеспечивает затухание 48 дБ на
октаву.
Микросхема имитирует работу пас-
сивного фильтра лестничного типа (см. ри-
сунок справа).
Входное сопротивление фильтра ве-
дет себя как резистор, реализованный на
переключаемых конденсаторах, и его величина обратно пропорциональна частоте:
(
)
C
f
Z
CLK
= /
1
, где f
CLK
- тактовая частота;
С - входная емкость фильтра.
f
CLK
, кГц 10 100 1000
Z, МОм 22,4
2,24 0,224
С, пФ 4,47
Необходимо придерживаться следующего правила: значение сопротивления источника U
I
должно со-
ставлять менее 10% от значения входного сопротивления фильтра.
Максимальная тактовая частота фильтра равная 2,5 МГц задает частоту среза равную 50 кГц. На вход
CLK может быть подана либо внешняя тактовая частота, либо частота с внутреннего тактового генератора
микросхемы, которая задается внешним конденсатором на этом выводе.
Рисунок АЧХ при F
среза
=1кГц
При использовании внутреннего генератора, емкость С
OSC
на входе CLK задает частоту ге-
нератора по формуле:
OSC
OSC
C
f
=
3
,
8
3
10
5
, где f
OSC
- частота генератора, кГц;
С
OSC
- емкость на входе CLK, пФ.
Паразитная емкость дорожки печатной платы к этому выводу должна быть минимизирована,
т.к. это влияет на частоту внутреннего генератора.
Если используется внешний генератор, то уровни его сигналов должны соответствовать 5-
ти вольтовым уровням КМОП логики. Управление CLK входом КМОП уровнями от 0 до +5 В осуществ-
ляется в любом случае: как при питании
5 В, так и при однополярном питании +5 В. Ток потребления
фильтра увеличивается незначительно (
<3%) с увеличением частоты тактового сигнала во всем диа-
пазоне от 50 кГц до 2,5 МГц.
Изменение частоты сигнала CLK динамически изменяет частоту среза фильтра. В идеале
тактовый сигнал CLK должен быть симметричен, т.е. следовать со скважностью 2. Однако микросхема
может работать и с несимметричным сигналом с соотношением до 60/40% (или 40/60%) если сигнал
СLK остается в высоком и низком уровне по меньшей мере 200 нс.
Отдельный ОУ, неинвертирующий вход которого соединен с общим выводом 6, может ис-
пользоваться для построения аналоговых ФНЧ 1-го и 2-го порядка. Этот фильтр предназначен для ог-
раничения спектра входного сигнала фильтра на переключаемых конденсаторах (чтобы избежать эф-
фекта наложения спектра), но также может использоваться для подавления шумов сигнала тактовой
частоты, проникающей на выход фильтра.
На рисунке, приведенном ниже, в частности, показана реализация на этом отдельном опе-
рационном усилителе ФНЧ Баттерворта 2-го порядка с частотой среза 10 кГц и входным сопротивле-
нием более 22 кОм, что позволяет избежать перегрузки выхода фильтра на переключаемых конденса-
торах.
PDF 
ZIP