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Asignatura: Electrònica Analògica 2, Profesor: Herminio Martinez, Carrera: Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica, Universidad: UPC
Tipo: Apuntes
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9 Circuito integrador inversor basado en capacidades conmutadas.
1
50
0,
f CLK kHz
C nF
= (^) = (^) 1
1 1 200 eq CLK 50 0, R k f C kHz nF
= = = Ω ⋅ ⋅
9 Señales de entrada y de reloj del circuito integrador.
Ejemplo: Integrador Basado en la Técnica de
Capacidades Conmutadas (II).
9 Ampliación de las formas de onda de las dos señales de clock del integrador.
Ejemplo: Integrador Basado en la Técnica de
Capacidades Conmutadas (III).
9 Filtros activos universales (UAF) basados en capacidades conmutadas fabricados por la empresa MAXIM. 9 Compuestos por dos células de segundo orden completamente independientes entre sí, pero que pueden conectarse en cascada para formar filtros de 4º orden. 9 Además, pueden conectarse diferentes chips en cascada para formar filtros de orden superior a 4. 9 Posibilita la implementación de todas las funciones: pasa–bajos, pasa–altos, pasa– banda, elimina–banda ( notch ), y pasa–todo. 9 Se pueden realizar diferentes funciones de aproximación (Butterworth, Bessel, Chebyshev, Cauer, etc.). 9 Las frecuencias de corte o centrales y los factores de calidad se ajustan a través de la frecuencia de clock del sistema y de palabras de programación binarias almacenadas en una pequeña memoria RAM interna en el chip. 9 El MAX262 opera con frecuencias de señal de hasta 140 kHz. 9 Existen otros filtros de la misma empresa de similares características pero de aplicación más específica (MAX263, ... MAX268, MAX280, MAX281, etc.) 9 Por ejemplo: el MAX291 y MAX295 son filtros pasa-bajos de 8º orden con aproximación de Butterworth.
Características Generales de los Filtros
SCF MAX260, MAX261 y MAX262.
Diagrama de Bloques Simplificado de los
SCF MAX260, MAX261 y MAX262.
9 Ejemplo de diseño de un filtro pasabanda de 4º orden con los SCF MAX260, MAX261 o MAX262.
Arquitectura Interna del los SCF MAX260,
MAX261 y MAX262.
9 Los SCF MAX260, MAX261 o MAX262 topológicamente están basados en los filtros de variable de estado de tiempo continuo estudiados previamente, pero donde las resistencias se realizan a partir de la técnica SC.
Realización de las Entradas para los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262.
9 Realización de la entrada para el filtro de capacidad conmutada MAX260.
9 Realización de la entrada para los filtros de capacidad conmutada MAX261 y MAX262.
Modos de Operación para los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (I).
9 Modos de operación de los SCFs MAX260, MAX261 y MAX262 que determinan los márgenes máximos de la frecuencia de clock ( f (^) CLK ), de la frecuencia central de operación ( f (^) O ) y del factor de calidad Q deseado.
Tabla 1. 9 El MAX260 trabaja con frecuencias centrales f (^) O que pueden ir de 0,01 Hz a 10 kHz y tiene mayor tensión de offset que los otros dos modelos. 9 El MAX261 trabaja con frecuencias centrales f (^) O que pueden ir de 0,4 Hz a 57 kHz. 9 El MAX262 trabaja con frecuencias centrales que pueden ir de 0,01 Hz a 140 kHz.
Modos de Operación para los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (II).
9 MODO 1 (M1=0; M0=0): Ideal para la realización de filtros pasa–bajos y pasa– banda en los cuales no existan ceros de transmisión, tales como los Butterworth, Tchebyscheff, Bessel, etc, y también para filtros de 2º orden tipo notch , donde las posiciones relativas de polos y ceros son fijas. Para filtros notch de orden superior, con mayor flexibilidad en las posiciones relativas de polos y ceros se suele utilizar el modo 3A, más indicado para este fin. Junto con el modo 4, este modo soporta las mayores frecuencias de clock. Para los filtros pasa–bajos y notch la ganancia a DC es la unidad. Por su parte, para la configuración pasa–banda, la ganancia a la frecuencia central es de valor igual a Q. Este será el modo utilizado en la presente práctica. 9 MODO 2 (M1=0; M0=1): Tiene las mismas aplicaciones que el modo anterior pero permite un rango de valores F (parámetro que relaciona la frecuencia de reloj fCLK con la central o de corte fO del filtro realizado fCLK / fO ) sensiblemente menor (en un factor 1/1,4142) a costa de mejorar considerablemente la relación señal ruido y una aumento en los valores de Q conseguidos (en un factor 1,4142). 9 MODO 3 (M1=1; M0=0): El único que admite la configuración de un filtro pasa–altos ( high – pass filter ), además de la configuración pasa–bajos y pasa–banda.
Modos de Operación para los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (III).
9 MODO 3A (M1=1; M0=0): Utiliza, además de algunos resistores externos al chip , un amplificador operacional integrado en el mismo chip (incluido en los modelos MAX261 y MAX262) para sumar las señales de las salidas pasa–bajos y pasa– altos, que permite configurar filtros rechaza–banda ( band – reject filters ) de orden superior a dos y filtros elípticos. Sin embargo, la configuración interna y los códigos de programación son iguales a los utilizados para el modo 3. 9 MODO 4 (M1=1; M0=1): Es el único para el que es posible la configuración pasa-todo ( all-pass filter ). Permite el diseño de sistemas de filtrado para ecualización del retardo de grupo de la señal de entrada. Permite además la realización de filtros pasa–bajos y pasa–banda. Junto con el modo 1 permite la configuración más rápida de los filtros.
Modos de Operación para los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (IV).
9 Modos de operación de los filtros para programar las funciones de segundo orden en las células de filtrado de los SCF MAX260, MAX261 y MAX262.
9 Códigos para la programación de la frecuencia f (^) O de los SCFs MAX260, MAX261 y MAX262 en función del modo de trabajo escogido y de la relación f (^) CLK / f (^) O (cont.).
Códigos para la Programación de los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (II).
Códigos para la Programación de los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (III).
9 Códigos para la programación de la frecuencia f (^) O de los SCFs MAX260, MAX261 y MAX262 en función del modo de trabajo escogido y de la relación f (^) CLK / f (^) O (cont.).
Tabla 2.
Códigos para la Programación de los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (IV).
9 Códigos para la programación del factor de calidad Q de los SCFs MAX260, MAX261 y MAX262 en función del modo de trabajo escogido.
Códigos para la Programación de los SCF
MAX260, MAX261 y MAX262 (V).
9 Códigos para la programación del factor de calidad Q de los SCFs MAX260, MAX261 y MAX262 en función del modo de trabajo escogido.
‘Latcheado’ de las Entradas Lógicas para
los SCF MAX260, MAX261 y MAX262.
9 ‘ Latcheado ’ recomendado en las entradas de direcciones y datos para la programación de los filtros SCF MAX260, MAX261 y MAX262.
Conexión de los MAX260, MAX261 y
MAX262 al Puerto Paralelo LPT del PC.
Programa en BASIC para la Programación
de los SCF MAX260, MAX261 y MAX262.
Ejemplos de Diseño de Filtros Mediante
los SCF MAX260, MAX261 y MAX262 (I).
9 Ejemplo de un filtro pasa-banda de 4º orden con respuesta de tipo Chebyshev mediante el SCF MAX260.
Figura 22. a.
9 Ejemplo de un filtro pasa-banda de 4º orden con respuesta de tipo Chebyshev mediante el SCF MAX260.
Figura 24 .b.
Ejemplos de Diseño de Filtros Mediante
los SCF MAX260, MAX261 y MAX262 (IV).
Ejemplos de Diseño de Filtros Mediante
los SCF MAX260, MAX261 y MAX262 (V).
9 Ejemplo de un filtro pasa-banda de 4º orden de mayor frecuencia con respuesta de tipo Chebyshev mediante el SCF MAX262.
Figura 25.
Ejemplos de Diseño de Filtros Mediante
los SCF MAX260, MAX261 y MAX262 (VI).
9 Ejemplo de un filtro pasa-bajos de 4º orden de mayor frecuencia con respuesta de tipo Butterwoth mediante el SCF MAX260.
Figura 26. a.
Ejemplos de Diseño de Filtros Mediante los
SCF MAX260, MAX261 y MAX262 (VII).
9 Ejemplo de un filtro pasa-bajos de 4º orden de mayor frecuencia con respuesta de tipo Butterwoth mediante el SCF MAX260.
Figura 26. b.
Filtros SCF MAX291, MAX292, MAX295 y
MAX296 (I).
Filtros SCF MAX291, MAX292, MAX295 y
MAX296 (II).
9 Utilización de un Op. Amp. Adicional integrado en el mismo chip.
