【導(dǎo)讀】我們并不指望采用一個(gè) 5V 低功率運(yùn)放來(lái)產(chǎn)生一個(gè)具 –100dBc 失真的正弦波。雖然如此，采用 LTC6258 的帶通濾波器仍然能夠與一個(gè)易用型低功率振蕩器相組合，以在低成本、低電壓和極低功耗的情況下產(chǎn)生實(shí)用正弦波。
LTC6258 為何如此“神奇”呢？
有源濾波器
圖 1 所示的帶通濾波器是 AC 耦合至一個(gè)輸入。因此，LTC6258 輸入并沒(méi)有給前一個(gè)電路級(jí)施加負(fù)擔(dān)來(lái)生成一個(gè)特定的絕對(duì)共模電壓。一個(gè)由 RA1 和 RA2 構(gòu)成的簡(jiǎn)單電阻分壓器負(fù)責(zé)為 LTC6258 帶通濾波器提供偏置。把運(yùn)放輸入規(guī)定在一個(gè)固定的電壓有助于減小可能由于共模的移動(dòng)而出現(xiàn)的失真。
該濾波器的中心頻率為 10kHz。確切的電阻和電容值可以向上或向下微調(diào)，這取決于最重要的是實(shí)現(xiàn)最低的電阻噪聲還是最小的總電源電流。該實(shí)施方案通過(guò)減小反饋環(huán)路中的電流以為低功耗實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。電容器 C2 和 C3 最初為 4.7nF 或更高，并采用較低的電阻器阻值。最后，為實(shí)現(xiàn)較低的功耗采用了 1nF 電容器和較高阻值的電阻器。
除了功耗之外，反饋?zhàn)杩沟诙€(gè)同樣重要的方面是運(yùn)放軌至軌輸出級(jí)的負(fù)載。較重的負(fù)載 (例如：介于 1K 和 10K之間的阻抗) 顯著地降低開(kāi)環(huán)增益，這反過(guò)來(lái)又影響著帶通濾波器的準(zhǔn)確度。產(chǎn)品手冊(cè)建議把 AVOL 降低 5 倍 (阻抗從 100kΩ 至 10kΩ)。采用較低的 C2 和 C3 可能是可行的，但是這樣 R6 會(huì)變得更大，從而在輸出端上引起更大的噪聲。
該帶通濾波器的目標(biāo) Q 值是適中的，大約為 3。一個(gè)適中的 Q 值 (而不是高 Q 值) 允許使用準(zhǔn)確度為 5% 的電容器。較高的 Q 值將要求使用更準(zhǔn)確的電容器，而且非常有可能需要高于采用反饋?zhàn)杩关?fù)載可提供的開(kāi)環(huán)增益 (在 10kHz)。當(dāng)然，與較高的 Q 值相比，適中的 Q 值所產(chǎn)生的諧波衰減幅度會(huì)較小。
增設(shè)振蕩器
通過(guò)把一個(gè)方波驅(qū)動(dòng)至帶通濾波器中可獲得一個(gè)低功率正弦波發(fā)生器。在圖 3 示出了一個(gè)完整的電路原理圖。LTC6906 微功率電阻器設(shè)定的振蕩器可容易地配置為一個(gè) 10kHz 方波，并能驅(qū)動(dòng)帶通濾波器輸入電阻器中相對(duì)溫和的負(fù)載。LTC6906 在 10kHz 時(shí)的電源電流為 32.4μA。
圖 4 示出了 LTC6906 輸出和帶通濾波器輸出。正弦波的 HD2 為 –46.1dBc，HD3 為 –32.6dBc。輸出為1.34VP-P 至 1.44VP-P，具有由于有限的運(yùn)放開(kāi)環(huán)增益 (在 10kHz) 引起輕微變化的精確電平。當(dāng)采用一個(gè) 3V 電源軌時(shí)，總的電流消耗低于 55μA。
其他增強(qiáng)功能
圖 5 示出了可任選的增強(qiáng)功能。一個(gè)低功率基準(zhǔn)利用了 LTC6906 和 LTC6258 的能力以在非常低的電源工作。該基準(zhǔn)從一個(gè)電池輸入提供 2.5V。固定的 2.5V 電源可在輸入電壓變化的情況下穩(wěn)定輸出電壓擺幅。此外，更低的濾波器電容值和較高的電阻進(jìn)一步減小了 LTC6258 的負(fù)載，從而可降低功耗并改善濾波器的準(zhǔn)確度。
結(jié)論
LTC6258 / LTC6259 / LTC6260 系列 (單、雙、四路) 可在 20μA 的低電源電流下提供 1.3MHz 增益帶寬，并具有 400μV 的最大失調(diào)電壓以及軌至軌輸入和輸出。結(jié)合 1.8V 至 5.25V 電源，這些運(yùn)放可實(shí)現(xiàn)要求在低功率和低電壓條件下以低成本提供卓越性能的應(yīng)用。
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