介绍LTC1566-1: 2.3MHz低通

LTC1566-1是一种新型单片7阶连续时间低通滤波器，具有差分输入和输出端子;它采用单5V电源和高达±5V的双电源，封装在8引脚表面贴装的SO-8封装中。除了电源去耦电容外，LTC1566-1不需要外部元件。它取代了由差分放大器、运算放大器、精密电阻和电容器构成的笨重的分立设计。该滤波器被设计为具有从DC到2MHz的平坦通带和陡峭的过渡带。-3dB截止频率为2.3MHz, 3.5MHz处衰减超过38dB。滤波器增益在5MHz以上逐渐下降，85dB的衰减底限扩展到100MHz以上。如果没有修整无源元件，分立元件就无法获得这种增益性能。滤波器截止频率设置为2.3MHz，以适应宽带CDMA基站的差分滤波需求。图1显示了测量的幅度响应和群延迟。

LTC1566-1是一个完全集成的，连续时间，差分滤波器;它的通频带、截止频率和过渡频带是固定的。根据需要，可以提供其他滤波器截止频率以及其他低通滤波器响应，最高可达7阶。通带增益内部设置为4V/V (12dB);它可以降低与三个外部电阻。

设置输入输出共模级别

LTC1566-1的框图如图2所示。“浮动放大器”A1和A2的高输入阻抗允许添加外部电阻R1和2R2来衰减差分输入信号，并在必要时降低电路的有效通带增益。例如，如果需要2 (6dB)的增益，则R1 = R2。

LTC1566-1还能够提供共模电压电平转换;即可以处理差分输入信号，并提供具有不同共模电压电平的滤波输出差分信号。这是非常理想的，因为沿着差分信号路径的组件可以针对特定的直流共模电平进行优化。例如，差分解调器的共模输出可能不同于差分a /D转换器所需的共模输入。

共模转换通过单位增益输入缓冲器A1和A2以及运放A3来完成(图2)。放大器A3强制输入放大器在由引脚3(接地引脚)偏置决定的共模电压下工作，同时允许浮动放大器A1和A2在驱动滤波器的差分信号源决定的输入共模电压下工作。

LTC1566-1的另一个独特功能是能够在滤波器的输出端引入差分失调电压。如方框图2所示，如果在引脚5处施加直流电压，相对于引脚3，它将被添加到引脚7和8之间的差分电压中。因此，直流输出共模电压是施加在引脚3和引脚5的直流电压的算术平均值。该输出直流偏置控制可用于差分调制器的边带抑制，A/ d校准或简单的信号求和。

图3显示了单电源工作的典型连接，其中差分输出在电源电压的一半时为直流偏置。输入可以是直流耦合，也可以是交流耦合(图3、图4)。如果共模输入电压超出滤波器的输入范围，则应使用交流耦合，如图4所示。

动态范围

总输出带内噪声(DC至2MHz)通常为230 μ V(RMS)。图5显示了输出信噪比与差分输出电压的关系。该滤波器具有1V(RMS)输出电平(2.8V(P-P)差分)，具有73dB SINAD (S/N和THD)。请注意，IC的最大动态范围与其电源电压无关。然而，使用双5V电源，滤波器可以接受具有更宽共模电平的差分信号。由于滤波器过渡带的急剧滚降，带外噪声几乎可以忽略不计。参考输入，滤波器的每个输入端(引脚1和2)的噪声为41 μ V(RMS)或-138dBm /Hz。

互调

AMPS(美国移动电话系统)、CDMA(码分多址)和宽带CDMA (WCDMA)蜂窝系统的共存增加了对发射和接收电路线性度的需求。在CDMA或WCDMA发射机中，扩频信号中各分量的互调产生频谱再生，从而产生相邻信道干扰。CDMA和WCDMA必须在同一信道中存在AMPS信号(共信道干扰)的情况下工作。AMPS信号和CDMA/WCDMA信号之间的互调使接收机的灵敏度降低。通过使电路尽可能地线性化，可以减少互调。接收器和发射器的线性度都可以通过测量通带中两个音调的互调来表征。

当两个振幅相等的音调同时应用于弱非线性电路时，两个基本面的输出频谱将包括输入源的第二和第三次谐波，两个输入源的和和差频率(IM2)以及两个输入源的和和差(IM3)。

此外，如果将相同的两个音调应用于LTC1566-1低通滤波器，滤波器的选择性将衰减带外杂散。然而，二阶互调产物(IM2)和一些三阶互调产物(IM3)可能落在通带内或电路的带边缘附近，它们的存在会限制系统性能。图6显示了在滤波器差分输入处同时施加455kHz和2MHz音调的实际测试电路。图7显示了测量的IM3产品(2 × 2MHz - 455kHz = 3.55MHz, 2 × 450kHz - 2MHz = 1.1MHz)。IM2产品，2MHz + 455kHz和2MHz - 455kHz，也显示出来，并且如预期的那样比IM3s弱。IM2产物的抑制是由于LTC1566-1的完全微分性质，它倾向于抵消它们。此外，可以证明，输入信号每增加一个dB, IM3产品就会增加大约3dB，因此必须最小化或消除它们在通带中的存在。

如图7所示，LTC1566-1出色的线性度为-3Bm或更低的输出电平提供了优于70dB的互调比(IM)。LTC1566-1的IM性能优于一些市售的无源LC滤波器模块。

带外衰减

滤波器的幅值响应通常是用一个变频率、恒幅的输入信号来测试的;然而，通信系统的一个共同要求是在存在较大的带外干扰的情况下处理带内信号的能力。有源滤波器的设计应满足这些严格的要求。图8显示了一个测试电路，该电路模拟了LTC1566-1在存在强带外干扰的情况下接收恒幅带内信号的情况。图9显示了测量的过滤器输出。三个带外音调(3MHz, 5MHz, 10MHz)与-2dBm (0.5V(P-P)) 2MHz带内信号相加。应将图9与图1所示滤波器的增益响应进行比较。从图9可以看出，LTC1566-1可以将12dBm (2.52V(P-P)) 10MHz的带外信号衰减50dB，而将0.5V(P-P) (-2dBm) 2MHz的带内信号放大而无增益误差。10MHz带外信号的最大允许幅度为13dBm (2.82V(P-P));较大的信号会使通带增益失真。这种优异的动态性能归功于LTC1566-1的内部架构，它在早期阶段提供了带宽限制。

图9中的5MHz和3MHz情况也可以进行类似的观察，尽管大的3MHz信号会更快地扭曲通带增益;这是意料之中的，因为高幅度的带外3MHz音调也将形成带内IM3和IM2产品。综上所述，LTC1566-1可以衰减小于、等于或大于带内信号的带外信号。

结论

LTC1566-1是一款单片、独立、全差分低通滤波器，具有出色的线性度;它可以处理宽频谱的输入信号，除了滤波，它还可以提供共模直流电平移位。