AD7341/AD7371：高速語音帶調(diào)制解調(diào)器的理想濾波器解決方案

在高速語音帶調(diào)制解調(diào)器的設計中，濾波器的性能起著至關重要的作用。今天，我們將深入探討Analog Devices公司的AD7341和AD7371濾波器，它們?yōu)檎{(diào)制解調(diào)器的設計提供了出色的解決方案。

文件下載：AD7371JP.pdf

產(chǎn)品概述

AD7341和AD7371是專為高速語音帶調(diào)制解調(diào)器設計的重建和抗混疊濾波器，適用于速度高達14.4 kbits/sec的調(diào)制解調(diào)器，符合CCITT V.32和V.33建議。這兩款濾波器與AD7840 DAC、AD7871 ADC和數(shù)字信號處理器（DSP）配合使用，可實現(xiàn)完整的調(diào)制解調(diào)器功能。

AD7341：發(fā)射（重建）濾波器

AD7341是發(fā)射或重建濾波器，采用七階低通開關電容濾波器和二階低通連續(xù)時間濾波器實現(xiàn)濾波功能，截止頻率為3.5kHz。它具有可編程衰減功能，衰減范圍為0dB至 -38dB，能根據(jù)不同的線路規(guī)格調(diào)整輸出信號。

AD7371：接收濾波器

AD7371是接收濾波器，是一個高階帶通濾波器，下截止頻率為180Hz，上截止頻率為3.5kHz。它采用二階低通連續(xù)時間濾波器、四階高通開關電容濾波器和七階低通開關電容濾波器實現(xiàn)濾波功能。該濾波器具有可編程增益功能，增益范圍為0dB至24dB，可對輸入信號進行放大。

關鍵特性

濾波性能

• 高阻帶衰減：AD7371具有70dB的阻帶衰減，能有效抑制帶外信號。
• 高信噪比：兩款濾波器的帶內(nèi)信噪比均達到75dB，保證了信號的質(zhì)量。
• 低總諧波失真：總諧波失真優(yōu)于 -75dB，減少了信號的失真。

可編程特性

• AD7341的可編程衰減：通過數(shù)字輸入DB7 - DB2可設置輸出衰減，衰減范圍為0dB至 -38dB。
• AD7371的可編程增益：通過數(shù)字輸入DB7 - DB0可設置輸入增益，增益范圍為0dB至24dB。

其他特性

• 小封裝：采用0.3英寸的24引腳塑料封裝和28引腳PLCC封裝，節(jié)省空間。
• 兼容性：與CCITT V.32和V.33標準兼容。

技術參數(shù)

電氣參數(shù)

兩款濾波器的電源電壓為VDD = VCC = 5V ± 5%，Vss = -5V ± 5%，AGND = DGND = 0V。CLKIN頻率為288kHz，M/S比率為40/60至60/40，工作溫度范圍為0°C至 +70°C（J版本）。

輸入輸出特性

• 輸入特性：輸入信號范圍為±3V，輸入阻抗為10kΩ（典型值）。
• 輸出特性：輸出電壓偏移為±3V，電壓衰減范圍為0至 -38dB，相對精度為±0.1dB。

邏輯輸入輸出

• 邏輯輸入：包括WR、DB2 - DB7、DPO、DP1、DS0 - DS2、SYNCIN、CLKIN等，輸入高電壓VINH為2.0V，輸入低電壓VINL為0.8V。
• 邏輯輸出：SYNCOUT的分頻范圍為1至8，輸出高電壓VOH為2.4V，輸出低電壓VOL為0.4V。

電路設計

AD7341濾波器電路

AD7341的發(fā)射通道信號從TXIN輸入，先轉(zhuǎn)換為差分信號，然后進入七階低通開關電容濾波器，該濾波器截止頻率為3.5kHz，在6.1kHz以上的頻率具有大于70dB的阻帶衰減。開關電容濾波器之后是二階低通連續(xù)時間濾波器，用于去除由于時鐘引起的混疊分量。最后，差分信號重新組合為單端信號，并經(jīng)過可編程衰減階段。

AD7371濾波器電路

AD7371的輸入信號從RXIN輸入，先經(jīng)過可編程增益階段，增益范圍為0dB至24dB。然后信號轉(zhuǎn)換為全差分信號，依次經(jīng)過二階連續(xù)時間濾波器、四階高通開關電容濾波器和七階低通開關電容濾波器。最后，差分信號重新組合后輸出到RXOUT。

時鐘和系統(tǒng)同步

AD7341和AD7371的時鐘生成電路相同，為了實現(xiàn)指定的濾波器響應，開關電容時鐘必須為57.6kHz，因此CLKIN必須為288kHz（57.6kHz x 5）。輸入可編程分頻器允許用戶選擇四種CLKIN頻率（288kHz、576kHz、864kHz或1152kHz），并通過編程確保CLKX為288kHz。輸出可編程分頻器允許將SCF時鐘分頻1至8，分頻比由輸入DS0 - DS2確定。SYNCOUT輸出用于驅(qū)動ADC的CONVST輸入或DAC的LDAC輸入，通過SYNCIN輸入可實現(xiàn)周期滑移，調(diào)整采樣時間點。

應用領域

AD7341和AD7371的主要應用領域是回聲消除調(diào)制解調(diào)器的模擬前端。它們與高分辨率的DAC和ADC結(jié)合使用，提供了模擬和數(shù)字域之間的接口。AD7371出色的噪聲性能和AD7871（14位ADC）的高分辨率使得調(diào)制解調(diào)器的回聲消除環(huán)路可以完全在數(shù)字域中實現(xiàn)，克服了低分辨率系統(tǒng)在模擬回聲消除環(huán)路中需要進行數(shù)字近似和模擬重建的缺點。

總結(jié)

AD7341和AD7371濾波器為高速語音帶調(diào)制解調(diào)器提供了高性能、可編程的濾波解決方案。它們的出色濾波性能、可編程特性和小封裝設計使其成為調(diào)制解調(diào)器設計的理想選擇。在實際應用中，電子工程師可以根據(jù)具體需求靈活配置濾波器的參數(shù)，以實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。你在使用類似濾波器的過程中遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。