Mobile-Menu

Analogtechnik

Anti-Alias-Filter für A/D-Wandler im Frequenzbereich entwickeln

< zurück

Seite: 2/3

Anbieter zum Thema

Texas Instruments Deutschland GmbH
TRACO ELECTRONIC GMBH
RECOM Power GmbH
MTM Power Messtechnik Mellenbach GmbH

Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters

Die Grenzfrequenz fC des Tiefpassfilters ist als derjenige Punkt des Frequenzgangs bei geschlossener Regelschleife definiert, an dem das Ausgangssignal gegenüber dem Eingangssignal um 3 dB abgeschwächt wird. Im Fall eines Tiefpasses vierter Ordnung ist fC ungefähr zehnmal größer als f1LSB. SPICE-Simulationen mit dem WEBENCH Filter Designer ermöglichen eine zügige Bestimmung dieses Werts. Beim Design eines Single-Supply-Filters im Filter Designer wählen Sie die MFB-Topologie (Multiple-Feedback). Diese invertierende Topologie ermöglicht die Steuerung der Verstärker ohne Gleichtaktspannung . Um eine symetrische Austeuerung zu gewährleisten wird an die positiven Eingänge der Verstärker die halbe Versorgungsspannung angelegt. Bild 5 zeigt ein Schaltbild dieses 10 kHz Butterworth-Tiefpasses vierter Ordnung.

Festlegen des Verstärkungs-Bandbreitenprodukts

Der Gütefaktor (Q), die Verstärkung (G) und die Grenzfrequenz (fC) des Tiefpassfilters legen das minimal zulässige Verstärkungs-Bandbreitenprodukt des Verstärkers fest. Für den Gütefaktor müssen zunächst der Typ (Butterworth, Bessel, Tschebyscheff usw.) und die Ordnung des Filters ermittelt werden [2]. Wie weiter oben erwähnt, beträgt die Grenzfrequenz 10 kHz. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein Butterworth-Filter vierter Ordnung und die Verstärkung beträgt 1 V/V. Das Verstärkungs-Bandbreitenprodukt des Verstärkers wird nach folgender Formel berechnet:

Bildergalerie
Bildergalerie mit 7 Bildern

fGBW = 100 × Q × G × fC (Gl. 2)

In diesem System muss fGBW also größer oder gleich 1,31 MHz sein (verifiziert mit WEBENCH Filter Designer). Der OPA2314 erfüllt diese Forderung mit seinem Verstärkungs-Bandbreitenprodukt von 2,7 MHz.

Maximale Ausgangsspannung des Verstärkers

In den meisten Anwendungen ist es zwingend erforderlich, dass der Verstärker seine maximale Ausgangsspannung innerhalb des gewünschten Frequenzbereiches liefern kann. In der Realität muss dies jedoch nicht unbedingt der Fall sein. Grob überprüfen lässt sich dies mit einer Schätzung anhand der für den Verstärker spezifizierten Anstiegsgeschwindigkeit.

Eine konservative Definition der maximalen Ausgangsspannung eines Verstärkers über die Frequenz liefert der Ausdruck fPEAK = SR/(UPP × π), wobei SR die im Datenblatt des Verstärkers angegebene Anstiegsgeschwindigkeit ist, während es sich bei UPP um den angegebenen maximalen Spannungshub am Ausgang handelt. Zu beachten ist, dass die Anstiegs- und Abfallzeiten des Verstärkers nicht unbedingt identisch sein müssen. Die im Datenblatt spezifizierte Anstiegsgeschwindigkeit ist ein typischer Wert und beschreibt den kleineren der beiden Anstiegsgeschwindigkeiten.

Artikelfiles und Artikellinks

(ID:43518659)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte