MAX293/MAX294/MAX297：八階低通橢圓開關(guān)電容濾波器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計中，濾波器的選擇至關(guān)重要，它直接影響著信號處理的質(zhì)量和系統(tǒng)的性能。今天，我們就來深入探討一下MAXIM公司的MAX293/MAX294/MAX297這三款八階低通橢圓開關(guān)電容濾波器。

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一、產(chǎn)品概述

MAX293/MAX294/MAX297是易于使用的八階低通橢圓開關(guān)電容濾波器。其中，MAX293/MAX294的截止頻率范圍為0.1Hz至25kHz，而MAX297的截止頻率范圍更寬，可達(dá)0.1Hz至50kHz。MAX293/MAX297具有1.5的過渡比，能提供陡峭的滾降特性和 -80dB的阻帶抑制；MAX294的過渡比為1.2，滾降最為陡峭，阻帶抑制可達(dá) -58dB。這三款濾波器都具有固定的響應(yīng)，設(shè)計任務(wù)主要是選擇控制濾波器截止頻率的時鐘頻率。

它們還配備了一個未使用的運(yùn)算放大器（同相輸入端接地），可用于構(gòu)建連續(xù)時間低通濾波器，進(jìn)行后置濾波或抗混疊處理。由于其陡峭的滾降和高階特性，這些濾波器非常適合需要最大帶寬的抗混疊應(yīng)用，以及在頻域內(nèi)需要對相近信號進(jìn)行濾波的通信應(yīng)用。此外，它們提供8引腳DIP和16引腳寬SO封裝，在小面積內(nèi)實現(xiàn)了出色的性能。

二、產(chǎn)品特性

2.1 八階低通橢圓濾波器

八階設(shè)計使得濾波器在截止頻率附近具有更陡峭的滾降特性，能更好地分離通帶和阻帶信號，有效抑制不需要的頻率成分。

2.2 時鐘可調(diào)截止頻率范圍

MAX293/MAX294的截止頻率范圍為0.1Hz至25kHz，MAX297為0.1Hz至50kHz。通過調(diào)整時鐘頻率，可以方便地改變?yōu)V波器的截止頻率，以滿足不同應(yīng)用的需求。

2.3 無需外部電阻或電容

內(nèi)部或外部時鐘的選擇方式增加了設(shè)計的靈活性。時鐘與截止頻率的比例分別為100:1（MAX293/294）和50:1（MAX297）。

2.4 電源供應(yīng)多樣

可使用單 +5V電源或雙 ±5V電源供電，適應(yīng)不同的電源系統(tǒng)設(shè)計。

2.5 未使用的運(yùn)算放大器

可用于抗混疊或時鐘噪聲濾波，為信號處理提供了額外的功能擴(kuò)展。

2.6 封裝形式豐富

提供8引腳DIP和16引腳寬SO封裝，方便不同的PCB布局和安裝需求。

三、電氣特性

3.1 濾波器特性

• 截止頻率范圍：MAX293/MAX294為0.1 - 25kHz，MAX297為0.1 - 50kHz。
• 時鐘與截止頻率比例：MAX293/294為100:1，MAX297為50:1。
• 插入增益：在不同輸入頻率下，三款濾波器的插入增益表現(xiàn)不同，具體數(shù)據(jù)可參考文檔中的表格。
• 通帶紋波：MAX293典型值為0.15dB，MAX294為0.27dB，MAX297為0.23dB。

  3.2 輸出特性

• 輸出直流擺幅：±4V。
• 輸出失調(diào)電壓：IN = GND時，±150mV至 ±400mV。
• 去除輸出失調(diào)后的直流插入增益： -0.15dB至0.15dB。

  3.3 其他特性

• 總諧波失真加噪聲：MAX293為 -71dB，MAX294為 -69dB，MAX297為 -77dB。
• 時鐘饋通：TA = +25°C時，5.0mVp - p。
• 輸出驅(qū)動能力：20kΩ至10kΩ。

四、典型工作特性

文檔中給出了內(nèi)部振蕩器周期與電容值、歸一化內(nèi)部振蕩器頻率與電源電壓、歸一化內(nèi)部振蕩器頻率與溫度等關(guān)系的曲線，以及頻率響應(yīng)、相位響應(yīng)、電源電流與電源電壓等特性曲線。這些曲線有助于工程師在不同的工作條件下，更好地了解濾波器的性能表現(xiàn)。例如，在設(shè)計電源電路時，可以參考電源電流與電源電壓的曲線，合理選擇電源規(guī)格，以確保濾波器的穩(wěn)定工作。

五、引腳說明

六、應(yīng)用信息

6.1 電源供應(yīng)

可使用雙電源或單電源供電。雙電源電壓范圍為 +2.375V至 +5.5V，建議在每個電源與GND之間連接0.1μF的旁路電容。單電源供電時，將V - 引腳接地，并使用電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)將GND引腳偏置到電源中點(diǎn)。

6.2 輸入信號幅度范圍

理想的輸入信號范圍可通過觀察在給定截止頻率下，信號 - 噪聲加失真（SINAD）比最大時的電壓電平來確定。文檔中的典型工作特性曲線展示了MAX293/MAX294/MAX297的總諧波失真加噪聲（THD + Noise）響應(yīng)隨輸入信號峰 - 峰幅度的變化情況。

6.3 未使用的運(yùn)算放大器

可用于構(gòu)建一階或二階連續(xù)時間低通濾波器，用于抗混疊或后置濾波以減少時鐘噪聲。例如，可構(gòu)建一個二階巴特沃斯濾波器，其截止頻率和輸入阻抗可根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整。在選擇濾波器的截止頻率時，建議二階巴特沃斯濾波器的截止頻率（fCB）比橢圓開關(guān)電容濾波器的截止頻率（fCE）高2.5倍以上，以5倍以上為宜，以避免元件公差帶來的問題。

6.4 DAC后置濾波

使用MAX293/MAX294/MAX297進(jìn)行DAC后置濾波時，需要同步DAC和濾波器的時鐘。若時鐘不同步，拍頻會混疊到所需的通帶中。DAC的時鐘應(yīng)通過對開關(guān)電容濾波器的時鐘進(jìn)行分頻來生成。

6.5 諧波失真

諧波失真是由濾波器內(nèi)部的非線性特性引起的。文檔中給出了在1kHz、5Vp - p正弦波輸入信號、1MHz時鐘頻率和20kΩ負(fù)載條件下，MAX293/MAX294/MAX297的典型諧波失真值。

七、訂購信息

MAX293/MAX294/MAX297提供多種溫度范圍和封裝形式的產(chǎn)品可供選擇，具體信息可參考文檔中的表格。對于裸片規(guī)格和符合MIL - STD - 883標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，需要聯(lián)系廠家獲取詳細(xì)信息。

綜上所述，MAX293/MAX294/MAX297這三款八階低通橢圓開關(guān)電容濾波器具有豐富的特性和廣泛的應(yīng)用場景。電子工程師在進(jìn)行信號處理和濾波設(shè)計時，可以根據(jù)具體的需求，充分利用它們的優(yōu)勢，實現(xiàn)高質(zhì)量的信號處理。大家在實際應(yīng)用中，有沒有遇到過類似濾波器的一些特殊問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。