MAX297：八阶低通椭圆开关电容滤波器的卓越之选

MAX293/MAX294/MAX297：八阶低通椭圆开关电容滤波器的卓越之选

在电子工程师的日常设计中，滤波器的选择至关重要，它直接影响着信号处理的质量和系统的性能。今天，我们就来深入探讨一下MAXIM公司的MAX293/MAX294/MAX297这三款八阶低通椭圆开关电容滤波器。

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一、产品概述

MAX293/MAX294/MAX297是易于使用的八阶低通椭圆开关电容滤波器。其中，MAX293/MAX294的截止频率范围为0.1Hz至25kHz，而MAX297的截止频率范围更宽，可达0.1Hz至50kHz。MAX293/MAX297具有1.5的过渡比，能提供陡峭的滚降特性和 -80dB的阻带抑制；MAX294的过渡比为1.2，滚降最为陡峭，阻带抑制可达 -58dB。这三款滤波器都具有固定的响应，设计任务主要是选择控制滤波器截止频率的时钟频率。

它们还配备了一个未使用的运算放大器（同相输入端接地），可用于构建连续时间低通滤波器，进行后置滤波或抗混叠处理。由于其陡峭的滚降和高阶特性，这些滤波器非常适合需要最大带宽的抗混叠应用，以及在频域内需要对相近信号进行滤波的通信应用。此外，它们提供8引脚DIP和16引脚宽SO封装，在小面积内实现了出色的性能。

二、产品特性

2.1 八阶低通椭圆滤波器

八阶设计使得滤波器在截止频率附近具有更陡峭的滚降特性，能更好地分离通带和阻带信号，有效抑制不需要的频率成分。

2.2 时钟可调截止频率范围

MAX293/MAX294的截止频率范围为0.1Hz至25kHz，MAX297为0.1Hz至50kHz。通过调整时钟频率，可以方便地改变滤波器的截止频率，以满足不同应用的需求。

2.3 无需外部电阻或电容

内部或外部时钟的选择方式增加了设计的灵活性。时钟与截止频率的比例分别为100:1（MAX293/294）和50:1（MAX297）。

2.4 电源供应多样

可使用单 +5V电源或双 ±5V电源供电，适应不同的电源系统设计。

2.5 未使用的运算放大器

可用于抗混叠或时钟噪声滤波，为信号处理提供了额外的功能扩展。

2.6 封装形式丰富

提供8引脚DIP和16引脚宽SO封装，方便不同的PCB布局和安装需求。

三、电气特性

3.1 滤波器特性

• 截止频率范围：MAX293/MAX294为0.1 - 25kHz，MAX297为0.1 - 50kHz。
• 时钟与截止频率比例：MAX293/294为100:1，MAX297为50:1。
• 插入增益：在不同输入频率下，三款滤波器的插入增益表现不同，具体数据可参考文档中的表格。
• 通带纹波：MAX293典型值为0.15dB，MAX294为0.27dB，MAX297为0.23dB。

  3.2 输出特性

• 输出直流摆幅：±4V。
• 输出失调电压：IN = GND时，±150mV至 ±400mV。
• 去除输出失调后的直流插入增益： -0.15dB至0.15dB。

  3.3 其他特性

• 总谐波失真加噪声：MAX293为 -71dB，MAX294为 -69dB，MAX297为 -77dB。
• 时钟馈通：TA = +25°C时，5.0mVp - p。
• 输出驱动能力：20kΩ至10kΩ。

四、典型工作特性

文档中给出了内部振荡器周期与电容值、归一化内部振荡器频率与电源电压、归一化内部振荡器频率与温度等关系的曲线，以及频率响应、相位响应、电源电流与电源电压等特性曲线。这些曲线有助于工程师在不同的工作条件下，更好地了解滤波器的性能表现。例如，在设计电源电路时，可以参考电源电流与电源电压的曲线，合理选择电源规格，以确保滤波器的稳定工作。

五、引脚说明

16 - 引脚SO	名称	功能
1	N.C	无连接 - 内部未连接
3	CLK	时钟输入 - 使用内部或外部时钟
5	OP OUT	未使用的运算放大器输出
11	OUT	滤波器输出
12	GND	接地，单电源时使用
13	V +	正电源
14	IN	滤波器输入

六、应用信息

6.1 电源供应

可使用双电源或单电源供电。双电源电压范围为 +2.375V至 +5.5V，建议在每个电源与GND之间连接0.1μF的旁路电容。单电源供电时，将V - 引脚接地，并使用电阻分压器网络将GND引脚偏置到电源中点。

6.2 输入信号幅度范围

理想的输入信号范围可通过观察在给定截止频率下，信号 - 噪声加失真（SINAD）比最大时的电压电平来确定。文档中的典型工作特性曲线展示了MAX293/MAX294/MAX297的总谐波失真加噪声（THD + Noise）响应随输入信号峰 - 峰幅度的变化情况。

6.3 未使用的运算放大器

可用于构建一阶或二阶连续时间低通滤波器，用于抗混叠或后置滤波以减少时钟噪声。例如，可构建一个二阶巴特沃斯滤波器，其截止频率和输入阻抗可根据不同的应用需求进行调整。在选择滤波器的截止频率时，建议二阶巴特沃斯滤波器的截止频率（fCB）比椭圆开关电容滤波器的截止频率（fCE）高2.5倍以上，以5倍以上为宜，以避免元件公差带来的问题。

6.4 DAC后置滤波

使用MAX293/MAX294/MAX297进行DAC后置滤波时，需要同步DAC和滤波器的时钟。若时钟不同步，拍频会混叠到所需的通带中。DAC的时钟应通过对开关电容滤波器的时钟进行分频来生成。

6.5 谐波失真

谐波失真是由滤波器内部的非线性特性引起的。文档中给出了在1kHz、5Vp - p正弦波输入信号、1MHz时钟频率和20kΩ负载条件下，MAX293/MAX294/MAX297的典型谐波失真值。

七、订购信息

MAX293/MAX294/MAX297提供多种温度范围和封装形式的产品可供选择，具体信息可参考文档中的表格。对于裸片规格和符合MIL - STD - 883标准的产品，需要联系厂家获取详细信息。

综上所述，MAX293/MAX294/MAX297这三款八阶低通椭圆开关电容滤波器具有丰富的特性和广泛的应用场景。电子工程师在进行信号处理和滤波设计时，可以根据具体的需求，充分利用它们的优势，实现高质量的信号处理。大家在实际应用中，有没有遇到过类似滤波器的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。