Circuiti integrati per filtri controllati in frequenza

[StefDrums]

Ciao a tutti,
mentre stavo cercando un Op-Amp per realizzare un filtro LPF con cella MTB, mi sono imbattuto in una linea di uC (Maxim e Linear) contenenti dei filtri pre-confezionati. Inuriosito, ho cominciato a spulciare bene il sito per capire di cosa si tratta, e sono rimasto un po' perplesso: sono uC che utilizzano un quarzo esterno o un ingresso in frequenza per settare la frequenza di taglio.

ne inserisco alcuni di esempio:

MAX292-MAX296.pdf

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,

MAX7409-MAX7413.pdf

(133.76 KiB) Scaricato 263 volte

,

MAX260-MAX261-MAX262.pdf

(943.83 KiB) Scaricato 267 volte

.

qualcuno può dirmi che tecnologia utilizzano ?

Grazie!

[TardoFreak]

uC cosa vorrebbe dire?

[StefDrums]

uC cosa vorrebbe dire?

Scusami, errore mio, indendo "circuito integrato", i classici integrati DIP, SOIC, SSOP etc...

[gill90]

I componenti da te indicati sono dei filtri implementati tramite la tecnica degli Switched Capacitors. Questa tecnica si basa sul seguente principio:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Immagina di pilotare i due switch S1 e S2 con dei segnali di controllo complementari, cioè tali che quando uno conduce l'altro è interdetto. In questo modo quando è attivo il primo carichi il condensatori offrendo un percorso dall'ingresso: la carica immessa vale . Analogamente quando attivi il secondo switch scarichi il condensatore verso l'uscita: la carica emessa vale . La differenza vale . Se vuoi ricavarti la relazione tra tensone e corrente, sai che la corrente è definita come la variazione di carica nel tempo: , per cui se supponi di pilotare gli switch con un segnale (clock) a una certa frequenza , avrai che con buona approssimazione . Ma se è la tensione totale ai capi di questo circuitino dall'ingresso all'uscita, allora il rapporto vale , ossia è una relazione approssimativamente lineare che emula una resistenza. Siccome puoi crearti una sorta di resistenza variabile in funzione del clock in ingresso, capisci bene che puoi realizzare un filtro semplicemente aggiungendo un condensatore e facendo variare tale resistenza in modo da spostarne la frequenza di taglio, ossia agendo solo sul clock pilota. Ovviamente questo in linea di principio, poi le configurazioni reali saranno molto più sofisticate. I datasheet che hai linkato ad esempio implementano dei filtri di Bessel/Butterworth anche di ordine 8.

[StefDrums]

Caspita, davvero molto interessante, ti ringrazio per la spiegazione precisa!

[gill90]

Di niente!

[StefDrums]

Sono ancora io, con un piccolo dubbio: utilizzare un filtro di questo tipo non rischia però di introdurre del rumore, rispetto ai comuni filtri completamente analogici?

[gill90]

Eh si, l'utilizzo di switch introduce sicuramente del rumore nel sistema. Non saprei farti un'analisi quantitativa, però se pensi che tipicamente questi switch possono essere realizzati tramite dei pass-transistor, ci sono un sacco di problematiche aggiuntive quali ritardi, accoppiamenti, transitori ecc. che rendono il comportamento globale molto complesso da studiare se comparato con l'equivalente più semplice, cioè una comunqe resistenza. In ogni caso il fatto di poter scegliere il valore più appropriato semplicemente agendo sul clock in ingresso rende questa categoria di filtri molto pratica ed economica, anche perché permette di raggiungere range di frequenze elevati e, riducendo il sistema a switch e condensatori, permette di implementare con più facilità il tutto su chip. Per fare le cose per bene e limitare il rumore introdotto dalle commutazioni, si rende la frequenza di commutazione più alta della frequenza di taglio del filtro, così facendo infatti si evita che a tale frequenza ci siano dei disturbi che verranno inevitabilmente portati in uscita (ma questo vale comunque per ogni sistema controllato "digitalmente" in frequenza). Tieni comunque presente che anche un comune potenziometro introduce rumore nel sistema!

[core]

Tieni comunque presente che anche un comune potenziometro introduce rumore nel sistema!

ciao gill, intendi nel momento della variazione? in che modo introduce rumore?

[StefDrums]

Tieni comunque presente che anche un comune potenziometro introduce rumore nel sistema!

ciao gill, intendi nel momento della variazione? in che modo introduce rumore?

No, io credo che si riferisca al rumore termico di ogni componente, aggiunto alla non linearità in temperatura della resistenza.