1术语和定义

ADC	模拟-数字转换器
问	计数器
达夫	D触发器
lut.	查找表
opamp.	运算放大器

2参考文献

有关文件及软件，请浏览:

//www.xmece.com/亚博电竞菠菜products/greenpak

下载我们的FreeGreenPak Designer软件[1]打开.gp文件[2]并查看所提出的电路设计。使用GreenPak开发工具[3]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。yabo国际娱乐对话框半导体提供了一个完整的应用库Notes [4]，其中包含了设计示例，以及对话框IC中的功能和块的说明。

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作者：Marian Hryntsiv

3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）。替代的空间高效且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 IC完美地解决了这项任务。

图1：模拟接口与一个可调谐过滤器

4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）来演示可调模拟过滤器的实现。

该滤波器用两个电阻器，两个电容器和运算放大器实现。该电路中的两个电阻被SLG47004数字变阻器代替，其中一个SLG47004运算放大器用作有源元件。

图2:基于SLG47004的Sallen-Key滤波器

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。在本申请说明中使用Butterworth近似方法。Putterworth滤波器的频率特性在通带中的幅度响应中最大平坦。过渡带中的衰减速率优于贝塞尔过滤器，但不如Chebyshev滤波器一样好。阻带上没有振铃。Butterworth滤波器的阶跃响应在时域中有一些过冲和振铃，但这比Chebyshev滤波器相对较低。

图2上的低通滤波器配置的等式是：

其中k = 1;

该公式可用于计算合适的电阻和电容。另外，也可以使用滤波器设计工具[5]来确定电容和电阻的值。

当调整电阻元件时，滤波电路中的电容值保持不变。本项目选择的电容值为:C1 = 270pf, C2 = 27pf。

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在AGND到VDDA的范围内，并且可以在操作期间动态地改变。

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

表1：Butterworth滤波器设计通过数字变阻器调节电阻器

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

5功能街区架构

图3显示了GreenPAK Designer软件中项目的内部设计。

图3：GreenPak设计师项目

5.1设置变阻器数据

两个变阻器都允许在其属性中设置“电阻(初始数据)”，从而设置所需的滤波器截止频率(图4)。

图4:数字变阻器1特性

5.2改变变阻器数据

有两种方法来改变数字变阻器的值:使用I²C和使用内部逻辑。

5.2.1通过I²C改变变阻器值

SLG47004具有I²C宏小区，允许读取和将数据写入数字变阻器（图5）。变阻器阻力数据存储在RH0和[D0，D1]的寄存器[C0，C1]中，用于RH1。I²C主站可以将数据写入这些寄存器，因此可以根据表1中的数字代码调整滤波器的截止频率。注意要读取变阻器数据，I²C主站应该读取寄存器[C2，C3]，[D2，D3]

图5:I²C连接来改变变阻器电阻

5.2.2通过内部逻辑改变变阻器值

通过I²C调整截止频率是一种简单而方便的方法，但需要一个I²C主。替代方法可以用两个引脚和内部逻辑实现（图6）。

图6:改变变阻器电阻的内部逻辑框图

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）。

图7：改变变温抑制性的内部逻辑

图8：Rheostat重新装载单元

为了进一步详细说明这种行为，对于1 MHz截止频率RH0电阻为488 Ω(代码4)和RH1是7.910 kΩ(代码80)。要将频率更改为100 kHz, RH0电阻= 4.395 kΩ(代码44)和RH1电阻= 78.906 kΩ(代码807)。因此，对于RH0，数字代码值必须增加40，对于RH1，数字代码值必须增加727。为了增加变阻器设置中的电阻，“UP/DOWN有源电平”必须设置为“高时上升”。

8位和16位计数器可以配置为从振荡器到变阻器提供必要数量的时钟脉冲。8位计数器数据设置为“40”，16位计数器设置为“727”。

Сnts停止由内部逻辑提供（图7）。当“启动逻辑”信号变为高电平时，DFF将触发其上升沿。DFF输出上的高电平将导致LUT0和LUT2输出上的时钟信号。之后，计数器值开始下降，当它们达到“0”时，高级将分别出现在LUT1和LUT3输入时。由于这些LUT是NAND门，其输入上的高电平信号将重置相应的触发器并停止计数。

这个内部逻辑的软件模拟结果如图9所示。有关硬件测试，请参见图10。

图9:CNT5 Data = 5时内部逻辑的软件仿真

图10：CNT5 Data = 5的内部逻辑硬件测试波形= 5

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，存储在MTP NVM的变阻器值将加载到变阻器(寄存器和计数器)覆盖任何当前设置。对于正常的变阻器操作“FIFO nReset”输入应该有一个逻辑高电平(图7)。

5.3宏小区设置

表2:LUTs设置

三机一体	IN0	2比特LUT0出来	2位LUT1 OUT	2比特LUT2出来	2比特LUT3出来
0.	0.	0.	1	0.	1
0.	1	0.	1	0.	1
1	0.	0.	1	0.	1
1	1	1	0.	1	0.

表3：DFFS设置

属性	DFFS 8,9
类型	DFF /锁
模式	达夫
nSET / nRESET选项	nRESET
初始极性	低
Q输出极性	Non-Inverted (Q)
RST / SET的活动级别	低的水平

表4：PINS设置

属性	针3,4,5,6,7,8,9	销10、11	针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	没有施密特触发器的数字输入	没有施密特触发器的数字输入
输出模式	模拟输入/输出	没有一个	没有一个
电阻器	浮动	浮动	下拉
电阻的值	浮动	浮动	100 kΩ

表5：Opamp设置

属性	OpAmp0
模式	opamp模式
带宽的选择	8 MHz
电荷泵	使CP
支持块开/关	跟随opamp.
Vref连接	断开连接

图11：I²C设置

图12:OSC设置

图13:数字变阻器设置为1 MHz截止频率

图14：计数器设置

5.4软件仿真

图15中示出了二阶电源低通晶体键滤波器（100 kHz和1 MHz和1 MHz距离截止频率的频率响应。

图15：两个截止频率过滤器的模拟频率响应

5.5硬件测试

两个截止频率的原型测试结果如图16所示。

图16：两个截止频率的原型滤波器的频率响应

6结论

SLG47004具有必要的内部资源来实现高级模拟功能。本应用说明说明了如何实现可调模拟滤波器作为多个标准产品的功能替代。亚博电竞菠菜针对不同截止频率使用一个可调谐模拟滤波器提供了更灵活、更经济的解决方案，产生更小的PCB占地面积和更低的功耗。由于SLG47004的可配置特性，该应用笔记的方法可以很容易地扩展为增强功能，如调整其他滤波器要求，如滤波器近似方法。

AN-CM-310可调模拟滤波器