LT1568：高效灵活的有源 RC 滤波器构建模块

在电子设计领域，滤波器的性能对于信号处理至关重要。今天我们就来深入了解一下 Linear Technology 公司的 LT1568，这是一款易于使用的有源 RC 滤波器构建模块，具备多种出色特性，适用于众多应用场景。

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一、产品概述

LT1568 拥有轨到轨输入和输出，其内部电容和低噪声运算放大器的增益带宽积经过微调，能实现一致且可重复的滤波器响应。它在单 3V 电源下中心频率可达 10MHz，通过单个电阻值就能设置低通截止频率（200kHz ≤ (f_{C}) ≤ 5MHz），使用不同阻值电阻还能扩展截止频率至 10MHz。

二、主要特性

2.1 低噪声与高灵活性

• 低噪声：支持超过 90dB 的信噪比，能有效减少信号中的噪声干扰，为高质量信号处理提供保障。
• 高灵活性：使用不等值外部电阻，两个 2 阶部分可创建不同频率响应或增益，还可级联形成单 4 阶滤波器，实现可编程响应。此外，它还能作为带通滤波器使用。

2.2 丰富功能

• 多种滤波器配置：可实现单 4 阶低通滤波器或匹配的 2 阶低通滤波器对。
• 信号转换：支持单端到差分信号转换，可直接驱动高速 A/D 转换器。
• 电源适应性：能在单 3V（最小 2.7V）到 ±5V 电源下工作，轨到轨输入和输出电压范围，适应不同电源环境。
• 关断模式：关断模式下，5V 电源时电源电流可降至约 0.5mA，有助于降低功耗。

三、绝对最大额定值

在使用 LT1568 时，需要注意其绝对最大额定值，以确保器件的安全和正常工作。	参数	数值
总电源电压（(V^{+}) 到 (V^{-})）	11.6V
INVA、INVB、GNDA 和 GNDB 引脚输入电压	(V^{+}) 到 (V^{-})
INVA、INVB、GNDA 和 GNDB 引脚输入电流	±10mA
OUTA、OUTB、(OUTA) 和 (OUTB) 引脚输出短路持续时间	无限
最大连续输出电流	±100mA
规定温度范围（LT1568C、LT1568I）	-40°C 到 85°C
结温	150°C
存储温度范围	-65°C 到 150°C
引脚温度（焊接，10 秒）	300°C

四、电气特性

4.1 电源相关特性

• 电源电流：不同电源电压下，电源电流有所不同。例如，3V 电源时典型值为 24mA，5V 电源时典型值为 26mA，±5V 电源时典型值为 28mA。关断模式下，不同电源电压对应的关断电源电流也不同。
• 输出电压摆幅：在不同电源电压和负载电阻条件下，输出电压摆幅有相应规定。

4.2 放大器相关特性

• 运算放大器输入失调电压：不同电源电压下，输入失调电压范围不同。
• 反相器输出失调电压：同样受电源电压影响。
• 运算放大器输入偏置电流：在不同电源电压下有不同的典型值和最大值。

4.3 滤波器相关特性

• 截止频率范围：在不同电源电压下，截止频率范围为 0.2MHz 到 10MHz。
• 截止频率温度系数：典型值为 ±1ppm/°C，保证了滤波器在不同温度环境下的稳定性。
• 滤波器增益：不同测试频率和截止频率下，滤波器增益有相应的数值范围。
• 总谐波失真：在不同截止频率和输入信号条件下，总谐波失真也有所不同。

五、引脚功能

5.1 电源引脚

• (V^{+})（引脚 1、16）：正电源电压引脚，需用 0.1µF 电容旁路到合适的模拟接地平面。
• (V^{-})（引脚 8、9）：负电源电压引脚，双电源系统中用 0.1µF 电容旁路到 GND，单电源系统中连接到接地平面。

5.2 输入输出引脚

• INVA、INVB（引脚 2、15）：反相输入引脚，高阻抗，易受信号耦合影响，印刷电路连接应尽量短。
• OUTA、OUTB（引脚 4、13）：低通输出引脚，可驱动 400Ω 和 30pF 的负载。
• (OUTA)、(OUTB)（引脚 5、12）：OUTA 和 OUTB 的反相输出引脚，同样可驱动 400Ω 和 30pF 的负载。

5.3 其他引脚

• SA、SB（引脚 3、14）：求和引脚，外部电阻应靠近此引脚以减少杂散电容。
• GNDA（引脚 6）：A 部分的共模参考电压引脚，双电源系统中连接到模拟接地平面，单电源系统中需进行相应处理。
• GNDB（引脚 11）：B 部分的共模参考电压引脚，使用方式与 GNDA 类似。
• EN（引脚 10）：使能引脚，高电平或开路时进入关断状态，需连接到合适电压以正常工作。

六、应用信息

6.1 电源连接

LT1568 可使用单电源或双电源供电。双电源供电时，建议添加肖特基二极管钳位，以防止因电源极性或上电顺序问题损坏器件。同时，使用接地平面有助于减少噪声和杂散成分，保证信号完整性和频率响应准确性。

6.2 简单滤波器实现

通过连接三个外部电阻，LT1568 的基本 2 阶滤波器模块具有特定的低通传递函数。内部电容典型值为 (C1 = 105.7pF)，(C2 = 141.3pF)。

6.3 滤波器设计

文档提供了多种滤波器设计示例，包括 2 阶和 4 阶低通滤波器，如 Butterworth、Chebyshev 和 Bessel 滤波器，并给出了不同截止频率对应的外部电阻值表。若所需截止频率不在表中，可通过插值方法计算电阻值。

七、典型应用

7.1 幅度和相位匹配的双 Butterworth 2.5MHz 低通滤波器

该滤波器采用单 3V 电源供电，具有差分输出，能有效实现信号的低通滤波。

7.2 4 阶带通滤波器

中心频率为 10MHz，-3dB 通带为 (f_{CENTER} / 5.4)，可用于特定频率范围的信号滤波。

八、相关部件

文档还列出了一些相关部件，如 LTC1563、LTC1565 - 31、LTC1566 - 1 等，它们在不同的滤波器设计中各有特点，为工程师提供了更多的选择。

总之，LT1568 是一款功能强大、性能出色的有源 RC 滤波器构建模块，在高速数据通信系统、视频信号处理等领域具有广泛的应用前景。工程师们在设计过程中，可以根据具体需求充分发挥其特性，实现高质量的滤波器设计。你在使用 LT1568 或其他滤波器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。