[实用新型]一种基于程控滤波器LTC1063与有源滤波器的多级高精度滤波电路

说明书

本实用新型是一种基于程控滤波器LTC1063与有源滤波器的多级高精度滤波电路。解决了现有技术存在数据采集系统中假频信号的干扰的问题。所述多级高精度滤波电路包括抗混叠滤波电路和高精度电压跟随电路；所述抗混叠滤波电路包括一级固定滤波单元、程控滤波电路和二级固定滤波单元；一、二级固定滤波单元均采用4阶固定50KHz截止频率的巴特沃斯有源低通滤波器；所述一级固定滤波单元的第七端口与程控滤波器LTC1063的第二端口相连接，程控滤波器LTC1063的第十四端口与二级固定滤波单元的第二、第三端口相连接；二级固定滤波单元的第七端口与高精度电压跟随电路的正反馈输入端相连接。

技术领域

本实用新型涉及高精度数据采集系统，具体涉及一种基于程控滤波器LTC1063与固定频率的有源滤波器组合的前端信号调理中的抗混叠滤波电路设计。

背景技术

随着数字技术的不断发展，对于数据采集技术精度的要求越来越高。在数据采集过程中，由于一些混杂信号的频率超过了采样定理所规定的范围，这就造成了频率混叠，因此如何避免这些混杂信号对有效信号的干扰一直是数据采集系统的一个难题。

滤波电路可以用运放搭建，也可以用集成芯片。但是运放搭建有不灵活，不能自由设计的缺点，而集成芯片对滤波器的指标有一定的限制，难以灵活改变截止频率；而且现有的滤波电路难以兼顾对多种采集信号的适应能力。

发明内容

为了解决数据采集系统中假频信号的干扰、提高对多种信号采集的适应能力，以达到良好的滤波效果，本实用新型设计了一种基于程控滤波器LTC1063与有源滤波器的多级高精度滤波电路。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种基于程控滤波器LTC1063与有源滤波器的多级高精度滤波电路，包括抗混叠滤波电路和高精度电压跟随电路；所述抗混叠滤波电路包括一级固定滤波单元、程控滤波电路和二级固定滤波单元；一、二级固定滤波单元均采用4阶固定50KHz截止频率的巴特沃斯有源低通滤波器，程控滤波电路采用LTC1063程控滤波器；所述一级固定滤波单元的第七端口与程控滤波器LTC1063的第二端口相连接，程控滤波器LTC1063的第十四端口与二级固定滤波单元的第二、第三端口相连接；二级固定滤波单元的第七端口与高精度电压跟随电路的正反馈输入端相连接。

本实用新型采用一种基于程控滤波器LTC1063与固定频率的有源滤波器组合的前端信号调理中的抗混叠滤波电路设计。基于LTC1063程控模拟滤波器，可以灵活改变输入时钟的频率大小以实现改变截止频率，达到将无用信号进行有效衰减和滤除的目的。为了达到良好的滤波效果，同时兼顾对多种采集信号的适应能力，本采集系统使用多级4阶固定截止频率的有源巴特沃斯低通滤波器与程控滤波电路相结合的方法设计滤波电路。

第一级和第三级固定滤波采用由低偏置、高稳定性的运放NE5532构成的4阶有源巴特沃斯低通滤波器，第二级使用低偏置、高精度的程控芯片LTC1063构成截止频率可调的程控低通滤波器，以此适应多种应用需求。

进一步的，所述高精度电压跟随电路采用OPA4192运算放大器设计。

本实用新型的硬件设计电路主要是抗混叠滤波电路和高精度电压跟随电路，通过数据采集系统中，模数转换器的分辨率、满幅输入值和采样率计算滤波器阶数、通带增益、阻带衰减以及截止频率，从而设计出滤波电路。基于OPA4192高精度电压跟随电路设计是为了提高输入阻抗，降低对输入信号的影响。

本实用新型主要是抗混叠滤波器电路的原理应用与设计，包括采样率、AD分辨率、滤波器阶数和陡度的相互计算以及具体硬件电路设计。并且采用固定截止频率的巴特沃斯有源低通滤波器与程控滤波器相结合的方法，以提高对多种信号采集时的适应能力。在前端为了提高对微弱信号的采集能力，本实用新型采用程控放大器PGA281和AD8253相结合，达到最大1000倍的增益。在稳压部分为了提高输入阻抗，降低对输入信号的影响，设计了基于OPA4192的高精度电压跟随电路。