典型地，抗混疊濾波器用于在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端對寬帶信號進行帶限制。此外，隨著轉(zhuǎn)換器采樣率的變化，抗混疊濾波器的通帶也應相應增加或減少。用于高分辨率轉(zhuǎn)換器的頻率可調(diào)濾波器需要大量昂貴的精密元件。使用LTC1564，數(shù)據(jù)采集儀器和數(shù)字信號處理(DSP)系統(tǒng)的設(shè)計人員擁有一個低噪聲，連續(xù)時間，“磚墻”低通濾波器，其拐角頻率f(C)具有數(shù)字控制，(f(C)范圍為10kHz至150kHz，步進為10kHz)。LTC1564還包括一個數(shù)字可編程增益放大器(PGA, 1V/V至16V/V, 1V/V步進)。一個簡單的片上鎖存數(shù)字接口控制拐角頻率和增益設(shè)置。LTC1564采用小型16針SSOP，工作電壓為2.7V至10.5V(單電源或分路電源)。

過濾性能及操作

LTC1564是一種高分辨率濾波器，具有軌對軌輸出。具有兩個阻帶陷波的8階低通響應在2.5倍f(C)下提供約100dB的衰減，使其適合高分辨率抗混疊濾波。盡管濾波器階數(shù)很高，但在20kHz角頻率和單位增益下，寬帶噪聲僅為33μV(RMS)(典型)，比±5V電源的軌對軌最大信號電平低100dB。在較高的增益設(shè)置下，輸出參考噪聲只略微上升。在最大24dB (16V/V)增益設(shè)置下，相同的20kHz響應的輸出噪聲電平為40μV(RMS)(或輸入?yún)⒖荚肼暈?.5μV(RMS))。LTC1564中的增益控制是濾波器的一個組成部分，使用專有方法故意最小化總噪聲。這種特性很難用單獨的可變增益放大器和濾波電路來實現(xiàn)。LTC1564滿足低通濾波器的需求，其性能大致為“100-100-100”:100dB阻帶衰減，100dB信噪比(SNR)和100kHz帶寬。

您不必是過濾器專家或設(shè)計人員即可使用LTC1564。只有三個引腳:輸入、輸出和半電源參考電壓點AGND(圖1)。其他引腳是數(shù)字控制和電源。LTC1564是一種盒裝儀器，帶有輸入和輸出插孔以及兩個標記為“頻率”和“增益”的旋轉(zhuǎn)開關(guān)。頻率設(shè)置“F”和增益設(shè)置“G”是通過F和G數(shù)字輸入引腳輸入的4位代碼(表1)。此外，將F代碼設(shè)置為0000，使濾波器保持完全通電狀態(tài)，但增益為硬零(通常為-100dB)。LTC1564數(shù)字輸入的邏輯電平名義上是軌對軌CMOS(其中邏輯1為V+，邏輯0為0V，用于單3V或5V或雙±5V電源操作)。

應用實例:2片“通用”DSP前端

在圖2中，LTC1564濾波器驅(qū)動LTC1608 16位500ksps數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，實現(xiàn)高度靈活、完整的16位數(shù)字信號接口，具有可變增益、可變采樣率和高達150kHz的可變帶寬。LTC1564的頻率設(shè)定“F”碼和LTC1608的采樣率控制CONVST輸入端(引腳31)設(shè)置信號帶寬并進行抗混疊濾波。

例如，LTC1564通帶角(f(C))設(shè)置為100kHz, LTC1608 ADC的采樣率(f(S))為500ksps，在f(S)/2或250kHz的臨界折疊頻率下提供100dB的抗混疊保護。另一個獨立的選擇是以低于5·f(C)的速率(f(S))取樣。這將使折疊頻率(f(S)/2)從2.5·f(C)下降到濾波器滾降帶內(nèi)的某個地方，其中濾波器的抑制將不會高達100dB。這降低了f(S)/2及以上信號的抗混疊抑制，但在許多應用中仍然提供足夠的抗混疊保護，特別是如果，通常情況下，f(S)/2及以上的可混疊信號的電平低于f(C)及以下的期望信號。圖2的電路可以通過適當選擇ADC采樣率和濾波器F碼來容納這些選項中的任何一個或兩個。

圖3顯示了圖2電路的數(shù)字輸出的實測FFT頻譜。一個40kHz, 100mV(RMS)的正弦波被LTC1564預放大到4.5V(P-P)，幾乎跨越了LTC1608 ADC的輸入范圍。LTC1564的截止頻率為50kHz，增益為16V/V, ADC的采樣頻率為204.8kHz?？傊C波失真(THD)下降86dB，動態(tài)范圍109dB(由于濾波器噪聲不隨增益增加，可編程濾波器增益將動態(tài)范圍擴展到單位增益范圍之外)。

結(jié)論

除了提供高分辨率抗混疊外，LTC1564還可用作重建濾波器，消除數(shù)字轉(zhuǎn)換器(DAC)輸出端不必要的高頻信號頻譜。一個簡單、緊湊、經(jīng)濟、高性能的數(shù)字信號處理和生成系統(tǒng)硬件只需要兩個LTC1564，一個ADC和一個DAC