术语和定义

参考

对于相关的文件和软件，请访问：

//www.xmece.com/configurable-mixed-signal．

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作者:玛丽安Hryntsiv

介绍

有多种应用，其中来自不同源（例如传感器）的信号亚博国际官网平台网址被一个ADC感测。这种系统需要用于每个通道的模拟滤波器的模拟多路复用器，因为每个信号源可以具有其自身的过滤器要求（例如，不同的截止频率）。替代的空间效率和成本高效的解决方案是为所有通道使用一个可调模拟过滤器（图1）．SLG47004集成电路完美地解决了这个问题。

系统概述

此应用笔记通过突出显示示例二阶，可编程，有效的低通符号滤波器（图2)。

该滤波器由两个电阻、两个电容和一个运算放大器实现。该电路中的两个电阻被SLG47004数字变阻器取代，其中一个SLG47004运算放大器用作有源元件。

通过调整两个数字变阻器，可以改变该有源滤波器的截止频率和近似方法。本应用笔记采用巴特沃斯近似法。巴特沃斯滤波器的频率特性在通频带的幅度响应中是最平坦的。过渡带的衰减速率优于贝塞尔滤波器，但不如切比雪夫滤波器。停止带没有铃声。巴特沃斯滤波器的阶跃响应在时域上有一定的超调和振铃现象，尽管这相对于切比雪夫滤波器要少一些。

低通滤波器配置的等式图2是:

其中K = 1;

该公式可用于计算适当的电阻和电容。或者，可以使用过滤器设计工具来确定电容器和电阻值[5]。

在调整电阻元件时，滤波器电路中的电容器值保持恒定。对于该项目，所选择的电容阀门是：C1 = 270pf和C2 = 27 pf。

SLG47004包含两个10位数字变阻器。数字变阻器的全部阻力为100kΩ。对应于变阻器电阻的数字代码的范围为0至1023（1024次）。代码0对应于RHX_A和RHX_B终端之间的最小电阻。随着代码值的增加，RHX_A和RHX_B端子之间的电阻单调增加。因此，当代码值降低时，RH0_A和RH0_B端子之间的电阻也会减小。任何变阻器引脚上的电压都可以从AGND到V的范围内达达，并且可以在操作期间动态地改变。

为这种滤波器设计计算的值总结在表1．该表还包括RH0和RH1的最接近电阻值以及数字程序代码。

截止频率,千赫	计算的RH0值，ω	最近的数字变阻器RH0价值,Ω	数字Rheostat RH0.代码	计算的RH1值，KΩ	最近的数字变阻器RH1价值,kΩ	数字变阻器RH1代码
100.	4400	4395	44	78.900	78.906	807
1000	440.	490	4	7.890	7.910	80

功能块架构

图3显示GreenPak Designer软件中项目的内部设计。

设置变阻器数据

两种变阻器都允许在其特性中设置“电阻(初始数据)”，从而设置所需滤波器的截止频率(图4)。

变阻器改变数据

有两种方法可以改变数字变阻器的值:用I2C，并使用内部逻辑。

通过I改变变阻器值2C

SLG47004有一个我2C宏单元，允许对数字变阻器读写数据
（图5)。变阻器电阻数据存储在RH0的寄存器[C0, C1]和RH1的[D0, D1]。我的2C控制器可以将数据写入寄存器，从而根据输入的数字码调整滤波器的截止频率表1．注意，要读取变阻器数据，I2C主应读取寄存器[C2, C3]， [D2, D3]

通过内部逻辑改变变阻器的值

通过i调整截止频率2C是一种简单方便的方法，但它需要一个我2C Master。可以用两个引脚和内部逻辑实现替代方法（图6)。

开始（引脚16）上的高电平信号和复位（引脚15）引脚允许在两个不同的频率之间切换。当变阻器的初始值设置为100 kHz截止频率时，PIN16上的高电平信号开始将该频率更改为1 MHz（图7）．PIN15上的高电平信号再次将频率重置为100 kHz（图8）．

为了进一步详细说明这一行为，对于1 MHz截止频率RH0电阻是488 Ω(代码4)和RH1是7.910 kΩ(代码80)。要将频率改变为100khz, RH0电阻= 4.395 kΩ(代码44)和RH1电阻= 78.906 kΩ(代码807)。因此，RH0的数字编码值必须增加40,RH1的数字编码值必须增加727。为了增加变阻器设置中的电阻，“主动电平UP/DOWN”必须设置为“高电平UP”。

可以配置8位和16位计数器以提供从振荡器到变阻器的必要数量的时钟脉冲。8位计数器数据必须设置为“40”和16位计数器到“727”。

Сnts停止由内部逻辑提供（图7）．当“启动逻辑”信号变高时，DFFs将在其上升沿触发。DFFs输出的高电平将导致LUT0和LUT2输出的时钟信号。之后，计数器值开始下降，当它们达到“0”时，一个高水平将分别出现在LUT1和LUT3输入。由于这些lut是与非门，它们输入的高电平信号将复位相应的触发器并停止计数。

此内部逻辑的软件仿真结果显示在图9．用于硬件测试请参阅图10．

为了复位截止频率，Pin15作为数字输入，并连接到变阻器的“重新加载”输入。当重新加载信号变高时，存储在MTP NVM中的变阻器值将被加载到变阻器(寄存器和计数器)中，覆盖任何电流设置。对于正常的变阻器运行，“FIFO nReset”输入应该有一个逻辑高电平(图7)。

宏小区设置

In1.	IN0.	2位LUT0	2比特LUT1出来	2位LUT2	2位lut3
0	0	0	1	0	1
0	1	0	1	0	1
1	0	0	1	0	1
1	1	1	0	1	0

特性	DFFs 8、9
类型	DFF /闩锁
模式	DFF
nset / nreset选项	nreset.
最初的极性	低的
Q输出极性	非倒立（q）
RST/SET的活动级别	低级

特性	别针3,4,5,6,7,8,9	引脚10,11	引脚12,15,16
I / O选择	模拟输入/输出	数字输入	数字输入
输入模式	模拟输入/输出	数字在没有施密特触发器的数字	数字在没有施密特触发器的数字
输出模式	模拟输入/输出	没有任何	没有任何
电阻器	漂浮的	漂浮的	拉下
电阻值	漂浮的	漂浮的	100kΩ.

特性	omamp0.
模式	OpAmp模式
带宽选择	8 MHz.
电荷泵	启用CP
支持块开/关	遵循OpAmp
Vref连接	断开连接

软件仿真

二阶有源低通萨伦基滤波器的频率响应(用于100 kHz和
1 MHz转角截止频率）显示在图15．

硬件测试

两种截止频率的原型测试结果如图所示图16．

结论

SLG47004具有必要的内部资源来实现高级模拟功能。本应用笔记说明如何实现可调模拟滤波器作为多标准产品的功能替换。亚博电竞菠菜对于不同的截止频率的一个可调谐模拟滤波器提供更灵活，成本高效的解决方案，产生较小的PCB占地面积和较低的功耗。由于SLG47004的可配置性，本申请说明的方法可以很容易地扩展为增强功能，例如调整滤波器近似方法的其他过滤器要求。