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低成本压控滤波器的实现
摘要: 本文介绍了如何通过控制电压来控制微功率运算放大器的电源电流,以此实现用电压控制滤波器电路的设计。这种设计成本低、所需外围器件少。本文介绍了采用电源电流可连续调节的运算放大器,实现压控滤波器的方法和原理。
Abstract:
Key words :


在语音和音乐合成领域,常使用压控滤波器" title="滤波器">滤波器对产生的声音信号进行包络整形。但由于成本高、所需外围器件多,设计较复杂,多数此类器件不适合嵌入式系统应用。实现压控滤波器功能的另一途径是采用电源" title="电源">电源电流" title="电流">电流可连续调节的运算放大器,如美国国家半导体公司的LPV531型运算放大器。该放大器的电源电流可以在1uA~400uA的范围内连续调节。放大器电源电流的调节可通过一个10位数字模拟转换器DAC101S101进行。在该方案中,放大器的增益带宽是电源电流的函数。图1显示了LPV531的电源电流对其增益带宽和相位裕度的影响。
 

图1  LPV531的增益带宽与电源电流的关系


LPV531及DAC101S101的特点

LPV531是美国国家半导体的一款可编程、CMOS输入、轨到轨输出的微功率运算放大器。仅借助一只外置电阻即可实现对LPV531的增益带宽调节和功率级别调节。通过改变外置电阻上的偏压即可使LPV531在待机和满功率模式之间进行切换。该运算放大器工作在最低频率73KHz时的功耗仅为5uA,工作在最高频率4.6MHz时的功耗仅为425uA。

输入偏置电压相对比较独立,不会受到功率级别选择的影响。LPV531采用了CMOS输入级,输入偏置电流仅有50fA,共模输入电压范围可从负电压到正电源电压以下1.2V。同时,LPV531轨到轨的AB类输出阶使其在低电源电压时也可以提供最大的动态范围。

LPV531的典型参数如下:
*2.7V~5.5V电源电压;
*5uA~425uA连续可编程电源电流;
*输入共模电压范围-0.3V~3.8V;
*共模抑制比95dB;
*轨到轨输出电压摆幅;
*1mV输入偏置电压;
*73KHz~4.6MHz连续可编程增益带宽;
*小体积的SOT23-6封装,适用于手持电子设备和便携式应用。

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