PDF《Collin Wells,Ting Ye》

6 kHz

300 Ω 8.2 π

2 1 LPF R π

2 1 C POLE1

4 9

7 4 = * * * = * * * = (7) 根据计算,为C9 选择一个 68nF 的标准值. 将LPFPOLE2 设定为 150kHz 可计算出 C2. ( ) 1052pF kHz

150 Ω 1008.2 π

2 1 LPF R R π

2 1 C POLE2

4 2

2 = * * * = * + * * = (8) 为C2 选择一个较大的标准值 1200pF 而不是一个较小的值,以确保保持这个设计的稳定性. 2.3 1st 阶高通滤波器 为了简化通带增益和

1 st 阶高通滤波器的设计,假定 C2 和C4 在100kHz 低通滤波器频率以下的频率为开 路(>

1GΩ). Figure

4 显示了保留其他器件不变的同时将 C2 和C9 开路的电路. + VIN R1 R2 VCM + C C1 R4 VOUT C10 R5 R3 49.9 Ω

1 uF

100 kΩ 8.2 Ω

1 kΩ 0.1uF

1 kΩ C2 C9 图4: C2 和C9 开路的衰减器电路 这部分电路的 s 域传递函数在等式

9 中显示. 此等式显示在圆点 (s = 0) 上有一个零点,然后在一个 组成

1 st 阶高通滤波器的通带增益上使响应变得平坦的极点 ( ) ( )s C R

1 s C R V V

1 2 lN OUT

1 1 * + * ? = (9) 定义高通滤波器截止频率,HPFPOLE1,的极点在等式

10 中显示. www.ti.com

6 0.1dB Error, -40dB Band-Pass Filtered Attenuator ZHCU076-June

2013 版权? 2013,德州仪器 (TI) 公司

1 1 C R

2 HPF

1 POLE1 * * π * = (10) 为了确保 10Hz 时的衰减很少,通过选择 C1 来将高通滤波器截止频率设定为低于 2.5Hz. uF .

0 Hz 2.5 kΩ

100 π

2 1 HPF R π

2 1 C POLE1

1 1

636 = * * * = * * * = (11) 为C1 选择一个 1uF 标准值将把高通截止频率推低一点,从而有助于进一步减少 10Hz 时的衰减.

3 器件选择 3.1 运算放大器 由于这个主要是一个交流应用,这个设计中使用的运算放大器应该具有 低噪声,低总谐波失真 (THD),高 摆率,宽带宽,高开环增益 (AOL). 为了工作在更低的电源电压时保持良好输出摆动能力,需要一个轨到 轨输出级. OPA1611 高性能双极输入音频运算放大器在 1kHz 时具有仅为 1.1nV/√Hz 的输入噪声和 0.00015% 的THD, 27V/us 摆率,40MHz 带宽和 130dB 的AOL,这使得它成为这个电路高性能版本的理想选择. 针对这个应用的其它可选放大器,包括斩波稳定 OPA211,OPA134 或OPA234,将在部分

7 中进一步讨论. 3.2 无源器件选择 针对这个设计,满足 0.1dB 增益误差技术规格的最关键无源器件是设定通带增益的电阻,R1 和R2. 这些 电阻的公差被选为 0.1%,以确保无校准时的良好增益精度. 电阻 R1 和R4,以及电容 C2 和C9 分别被选 为1% 和5% 的最低合公差值. 如果需要更加严格的交流频率点精度,也为这些器件使用更低工差器件. 对于信号路径中的所有电容,应该选取大大超过施加在这些电容上电压的耐压值,以确保电容值不会在正常 运行期间在电路内发生变化. 为了将信号失真保持在最低,如果可能的话,请使用 C0G/NP0 电介质的电 容. 当需要更高电容值或电压额定值而导致 C0G/NP0 电容不可用时,请选择 X7R 电介质电容. 这个设计中其它无源器件的公差值可选为 1% 或更大,这是因为它们将不会直接这个设计的通带传输函数. www.ti.com ZHCU076-June

2013 0.1dB Error, -40dB Band-Pass Filtered Attenuator

7 版权? 2013,德州仪器 (TI) 公司

4 仿真 中显示的 TINA-TI TMFigure

5 包括在设计过程中获得的电路元器件值. 仿真得到的直流偏置电压为 62.6μV,直 流静态电流为 3.797mA. V- V+ V+ V- R2 1k C2 1.2n R4 8.2 C9 68n C6 100n C12 100n C11 100p C5 100p VCM