最初的LTC1562，描述在本杂志1998年2月号，是一个紧凑的，四倍二阶，通用，连续时间滤波器，直流精确和用户可编程的10kHz-150kHz频率范围。LTC1562引入了运算滤波器构建模块，其虚拟地输入，轨对轨输出和精密内部R和C组件紧凑地满足各种滤波器要求和应用。(1,2,3)

LTC1562的设计需要对内部R和C值以及内部放大器进行选择，并对这些元件进行了优化，以最小化宽带噪声。LTC1562-2是一款新产品，具有相同的框图，引脚和封装，但针对更高的滤波器频率进行了优化:20kHz至300kHz。LTC1562-2的内部精度R和C组件和放大器不同。除了覆盖LTC1562范围以上的整个倍频程频率(150kHz - 300khz)外，LTC1562-2还在20kHz至150kHz范围内重叠LTC1562的效用。在这个频率范围内，LTC1562-2通常会以比LTC1562稍微多一点的噪声为代价来减少大信号失真。例如，使用LTC1562-2轻负载构建的±5V电源的100kHz双4阶巴特沃斯低通滤波器，在1V(RMS) (2.8V(P-P))输出时，在20kHz时显示出-103dB的二次谐波失真和-112dB的三次谐波失真，即使在输出摆幅接近全电源电压时(在9.7V(P-P)输出时，总谐波失真为-83dB，或THD)也保持低失真。

因此，LTC1562-2是150kHz以上应用以及20kHz-150kHz范围内对失真特别敏感的应用的首选产品。LTC1562和LTC1562-2都可以取代LC滤波器或由高性能运放和精密电容器和电阻组成的滤波器，表面贴装板总面积为155mm(0.24英寸(2))，比一角硬币(最小的美国硬币)还小。

与LTC1562的比较

LTC1562-2与LTC1562的相似之处和不同之处如下:

• 这些部件具有相同的引脚配置和框图(四个独立可编程的二阶操作滤波器模块，具有虚拟地输入和轨对轨输出)。

• 在这两种产品中，用户都可以在很宽的范围内对滤波器的中心频率参数(f(0))进行编程，使用随着所需f(0)从设计中心值向上或向下变化而变化的电阻器值。在LTC1562中，该设计中心f(0)为100kHz;LTC1562-2的值为200kHz。

• LTC1562针对低噪声进行了优化，LTC1562-2针对更高频率进行了优化。因此，单个LTC1562部分可以在200kHz带宽(Q = 1)下提供103dB信噪比，而单个LTC1562-2部分在400kHz带宽下支持99dB信噪比。

• 每个芯片包含精密R和C组件，相当于8个0.25%容差电容器和4个0.5%容差电阻，以及12个具有轨对轨输出和优异高频线性度的运放。

• 这两种电路从标称5V到10V总电源(单或分路)工作。单电源应用可以使用半电源，在芯片上产生接地参考电压。

• 这两款芯片都具有断电模式，除了反向结漏(总计约1 μ a)外，电源电流降至零。

LTC1562-2的功能

图1是LTC1562-2的总体图，图2是每个部分的图。除了图2中内部精密组件的值不同之外，这些图与LTC1562的图相同。LTC1562-2中R1为7958欧姆， C为100pF。外部电阻可以与LTC1562-2部分组合，如图2所示，以定义具有标准化参数f(0)， Q和增益的二阶滤波器响应。设计公式和程序见LTC1562-2数据表。例如，在图2中，R2集合f(0);R(Q) R2的倍数，集合Q;Z(IN)设置增益和块函数。3端子模块最大限度地减少了完整的二阶部分所需的外部部件数量，具有可编程的f(0)， Q和增益。

图2中Z(IN)的电阻器同时提供低通(V3)和带通(V1)响应。数据表描述了利用虚拟地INV输入的其他方法。例如，由于图2中的V1输出在用户设置的中心频率f(0)处显示了180°的相移，因此将来自信号源的前馈路径与V1输出相加会产生陷波响应(2)或具有不同权重的allpass(相位均衡)，如本文后面的图5所示。将电容器与INV输入的求和能力一起使用，为零和陷波响应提供了进一步强大的技术(反过来，这又使椭圆高通和低通滤波成为可能)。例如，每个二阶段的两个输出具有90°相位差，因此通过电容器将V1和通过电阻器将V2相加，形成另一段的虚拟接地输入，给出上述相同的陷波或全通选项，但不需要为相移提供额外的部分。(4)稍后描述的图5和图9使用这种RC陷波方法。此外，图2中用于Z(IN)的电容产生同时的高通和带通响应;电容设置电压增益，而不是临界频率，在LTC1562-2中具有增益= C(IN)/100pF的关系。低电平信号可以利用内置的增益能力，在低输入电压幅值的情况下提高滤波器的信噪比。这种定制每个模块的使用及其内置时间常数的能力让人想起运算放大器——术语“运算滤波器”的由来。

直流性能包括典型的低通输入输出偏置3mV，输出(在负载下)摆动到每个供电轨的大约100mV范围内。内部半电源参考点(AGND引脚)为单电源应用中的输入和输出产生参考电压。关闭(SHDN)引脚接受CMOS逻辑电平，并在20µs内将LTC1562-2置于“休眠”模式，其中芯片消耗大约1µa(如果引脚保持打开，该部件将默认为此状态)。16引脚芯片封装在20引脚SSOP中(SSOP中的额外引脚是基板连接，要返回到负电源以获得最佳性能)。

下面的应用程序示例针对特定的角频率进行了定制，可以通过适当缩放外部组件来修改角频率，如数据表和LTC1562应用程序文章中所述。(2,3)专家应用协助可通过致电408-954-8400,x3761获得。下图中的引脚编号适用于20引脚SSOP封装，其中引脚4、7、14和17(未显示)始终连接到负电源轨。与其他滤波器一样，实现低噪声和失真水平需要电气清洁结构(以及可以测量这种性能的设备)。

双4阶200kHz巴特沃斯低通滤波器

图3中电路的每一半都提供了一个经典的4阶低通增益滚降(每倍程24dB)，并具有最大的平坦通带。该原理图包括分离式±5V电源的电源连接，这是任何LTC1562-2应用的选项之一(图5在另一个应用中说明了单个5V电源的连接)。图3的电路是使用LTC1562的100kHz双4阶巴特沃斯低通滤波器的更高频率变化，该滤波器出现在1998年2月的《线性技术》杂志(1)以及LTC1562数据表中。图4显示了图3中两个滤波器之一的测量频率响应。该±5V电路支持轨对轨输入和输出，输出噪声约为60µV(RMS)，最大信噪比为95dB(相比之下，LTC1562等效电路在一半带宽下为100dB)。1V(RMS)输出(2.8V(P-P))的THD在50kHz时测量为-87dB，在100kHz时测量为-72dB。

256kHz相位线性化六阶低通滤波器

数据通信和一些信号抗混叠和重建应用需要具有可控相位(或时域)响应的滤波器。图5中的电路实现了一个升根余弦低通增益响应(图6)。对于数据通信，该滤波器的时域脉冲响应(图7)在连续时间内近似于理想的奈奎斯特型特性，即在等于1/(2f(C))的时间间隔上过零。当用作脉冲成形滤波器时，该响应具有在连续数据脉冲之间以2f(C) (512 kbits/秒或图5中的ksymbols/秒)的数据速率产生最小码间干扰(ISI)的特殊特性，同时将传输频谱限制在接近理论最小值f(C)的带宽。(5)此外，数据或信号采集(在A/D转换之前)或重构(在D/A转换之后)可以受益于线性相位(即恒定群延迟)响应(通常在从0到f(C)的通带上±300ns群延迟变化，如图8所示)。

图5中的滤波器通过在6阶低通部分(LTC1562-2芯片的C、a和D四分之一，在该序列中)之前使用二阶全通响应来线性化相位，从而实现这些特性。这种组合说明了LTC1562-2中虚拟地输入的两种实际用途。结合两个前馈路径(来自输入的R(FF1)和来自LTC1562-2“B”四分之一的带通部分的R(B1))产生全通均衡。随后，R(IN4)和C(IN4)将来自“A”四分之一的两个输出的相位差为90°的两个信号加在一起，加上电容器引起的额外90°相位差，以实现所需频率的阻带陷波。(4)图5在5V到10V的单电源电压下工作(AGND引脚提供内置半电源接地参考)，在5V电源的500mV(RMS)输出下，在50kHz下显示-80dB THD。

175kHz 8阶椭圆高通滤波器

在图9中，低于截止频率的三个响应陷波抑制了阻带，并允许175kHz高通滤波器中的窄过渡带，其测量的频率响应如图10所示。每个陷波是通过将两个180°不同的电流加在一个虚拟地“INV”和输入中产生的，一个电流通过R(IN)，另一个电流(来自与第一个电压90°不同的电压)通过C(IN)。(4)该电路在1MHz带宽上仅显示44 μ V(RMS)的输出噪声和-70dB的THD, 200kHz信号，0.5V(P-P)输出，从5V总电源工作。

400kHz双6阶低通滤波器

虽然它超出了最佳精度推荐的300kHz f(0)限制，但这个双6阶400kHz巴特沃斯低通滤波器(图11)说明了LTC1562-2的极限带宽，但有一些妥协。高f(0)需要异常小的电阻值，导致LTC1562-2的较重的长和失真增加;还需要向下调整图11中的R(Q)电阻，以纠正当设计的f(0)非常高时遇到的Q增强。

图11的电路通过驱动来自R-C-R“T”网络的所有四个虚拟地INV输入(代替电阻)来补充LTC1562-2中滤波的八个极点，从而获得额外的实极(原始LTC1562应用文章(1)和数据表中描述的方法)。两个这样的实极取代了传统的六阶巴特沃斯极配置的Q = 0.518极对，具有良好的精度。测量到的一个6阶截面的频率响应如图12所示。在±5V的功率下，该电路允许轨对轨输入和输出，并在1V(RMS) (2.8V(P-P))输出时显示THD，在50kHz时为-92dB，在100kHz时为-79dB。输出噪声水平为44 μ V(RMS)，带宽为800kHz或98dB，低于最大无削波输出。

参考电路

1. 豪泽,马克斯。通用连续时间滤波器挑战离散设计>线性技术VIII:1(1998年2月)，第1 - 5页和第32页。

2. Sevastopoulos,尼洛。“如何使用LTC1562四阶运算滤波器设计带阻带陷波的高阶滤波器，第1部分，”线性技术VIII:2(1998年5月)，pp. 28-31。

3.Sevastopoulos,尼洛。“如何使用LTC1562四阶运算滤波器设计带阻带陷波的高阶滤波器，第2部分”，见本期《线性技术》的设计思想部分。

4. LTC1562最终数据表

5. 例如:Schwartz, Mischa。信息传输，调制和噪声，第四版，页180-192。麦格劳-希尔1990年。

致谢

LTC单片滤波器设计和应用小组的Philip Karantzalis和Nello Sevastopoulos为应用示例做出了贡献。