信號調(diào)理電路是數(shù)據(jù)采集器中不可缺少的一部分。隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)不斷發(fā)展，對信號調(diào)理電路的要求也越來越高，其電路設(shè)計的優(yōu)化程度直接關(guān)系到數(shù)據(jù)采集器的精度和穩(wěn)定性。而濾波電路則是信號調(diào)理模塊的關(guān)鍵所在。普通有源濾波器是由運(yùn)算放大器和電阻、電容組成，但參數(shù)調(diào)整困難，而且應(yīng)用于頻率較高的場合，元件周圍的分布電容將嚴(yán)重影響濾波器的特性，使其偏離預(yù)定的工作狀態(tài)。普通有源濾波器還因為穩(wěn)定性較差，較難實現(xiàn)窄帶寬的設(shè)計，不易獲得高Q值，難以滿足系統(tǒng)要求。本文設(shè)計的傳感器信號調(diào)理電路采用LTC1569(＄5.9000)型通用濾波器，能夠高精度濾波調(diào)理傳感器輸出信號，從而滿足數(shù)據(jù)采集器高精度和高穩(wěn)定性的要求，與普通的有源濾波器相比。LTCl569組成的濾波器具有外接元件少，結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)整方便和穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn)。
LTC1569(＄5.9000)的工作模式
LTC1569(＄5.9000)需要依靠一個時鐘來驅(qū)動電路，可采用外部時鐘或者內(nèi)部時鐘兩種方式。當(dāng)使用外部時鐘時只需將引腳6（Rx）與引腳4（V-）短接。當(dāng)采用內(nèi)部時鐘時，需外接一只電阻REXT，其電路接法如圖1所示，電阻值與截止頻率，fCUTOFF的關(guān)系是：
當(dāng)DIV／CLK引腳短接到V-引腳時。內(nèi)部分頻設(shè)置為1：1：當(dāng)DIV／CLK引腳通過一只100 pF的電容接V-引腳時，內(nèi)部分頻設(shè)置為1：4；當(dāng)DIV／CLK引腳短接到V+引腳時，內(nèi)部分頻設(shè)置為1：16。
利用LTC1569(＄5.9000)實現(xiàn)抗混疊濾波
低通濾波電路
本設(shè)計要求截止頻率為2 kHz，根據(jù)外接電阻和截止頻率的關(guān)系得到外接電阻REXT=40 kΩ，將DIV／CLK引腳短接到V+引腳。濾波電路連接如圖2所示。
該電路采用單電源供電模式，因此V+引腳接+5 V電源，C11為電源濾波電容，以確保輸入電壓質(zhì)量。R9和R12為分壓電阻。通過分壓得到GND引腳的參考電壓為2 V。IN+引腳為信號輸入引腳，OUT引腳為電路輸出引腳，通過該濾波電路即可輸出性能良好的波形。R10設(shè)置濾波器的截止頻率，本設(shè)計要求截止頻率為2 kHz，經(jīng)計算得到R10=40 kΩ，實驗中測量了不同頻率下LTC1569(＄5.9000)的輸入和輸出幅值，如表1所示。
由表1可以看出，當(dāng)輸入頻率f=100 Hz、f截止=200 Hz時輸出信號開始衰減，當(dāng)f=f截止=2 kHz時，輸出信號的幅值為輸入信號的0．707倍，符合低通濾波電路的幅頻特性，保證了濾波電路的截止頻率為2 kHz。
另外，信號經(jīng)LTC1569(＄5.9000)輸出后需加入電壓跟隨器。因為濾波器的輸出阻抗比較高，如果后級的輸入阻抗比較小，那么信號就會有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級的輸出電阻中，這就需電壓跟隨器進(jìn)行緩沖，降低輸出阻抗。LTC1569(＄5.9000)低通濾波器可廣泛應(yīng)用于精度要求較高的系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)有源濾波器相比，LTC1569(＄5.9000)實現(xiàn)抗混疊濾波器具有巨大的優(yōu)勢，由于它可通過一只外接電阻來設(shè)置截止頻率，使用起來非常方便靈活。由此可見，LTC1569(＄5.9000)在信號調(diào)理電路中具有廣泛的應(yīng)用前景。
