(TIỂU LUẬN) báo cáo đồ án THIẾT kế 1 đề tài THIẾT kế MẠCH KHUẾCH đại cảm BIẾN RTD BẰNG INA 115

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KĨ THUẬT & CÔNG NGHỆ
----------------------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ 1
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI CẢM BIẾN RTD BẰNG INA 115
Sinh viên thực hiện (MSSV): Đặng Quốc Trọng (425118007)
Đặng Thanh Sơn
(425118001)
Lớp:

Điện tử -Viễn thông k42

BÌNH ĐỊNH, NĂM 2022

1


MỤC LỤC
Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ LỌC MAX274............................. 4
1.Tổng quan về MAX274....................................................................................................... 4
1.1.Khái qt chung................................................................................................................... 4
1.2.Tính năng.................................................................................................................................. 4
2.Thơng số kĩ thuật..................................................................................................................... 4
2.1.Sơ đồ chân và mạch hoạt động điển hình........................................................... 8
3.Ứng dụng....................................................................................................................................... 9
Chương II. QUY TRÌNH THIẾT KẾ BỘ LỌC....................................................... 10
1.Mơ tả chi tiết............................................................................................................................... 10
2.Quy trình thiết kế bộ lọc..................................................................................................... 10
3.Kiểm tra tất cả các cặp F0 / ¿Q cho khả năng nhận biết..................................11

4.Tính tốn các giá trị điện trở cho từng phần(cặp F0/Q)................................... 12
5.Tính tốn lại các giá trị điện trở để bù lỗi băng thông.................................... 15
6.Xây dựng 1 nguyên mẫu bộ lọc..................................................................................... 15
o Biến đổi điện trở giá trị cao....................................................................................... 15
o Số cực lẻ................................................................................................................................. 16
o Kết nối chân FC................................................................................................................ 16
o Xếp tầng các phần giống nhau cho thông dải đơn giản nhất...............17
o Tạo đầu ra Notch.............................................................................................................. 17
o Tối ưu hóa lợi ích bộ lọc theo tầng,sắp xếp thứ tự các phần...............18
o Điện trở................................................................................................................................... 19
o Tạo mẫu, Bố cục bo mạch PC................................................................................. 19
o Đo F0và Q............................................................................................................................... 20
o Bộ lọc F0và Q....................................................................................................................... 20
o Loại bỏ bù đắp DC.......................................................................................................... 21
o Tạp âm và sự biến dạng............................................................................................... 22
o Nguồn cung cấp................................................................................................................. 22
Chương III. PHẦN MỀM THIẾT KẾ& HƯỚNG DẪN LẮP RÁP..........24
1. Phần mềm thiết kế........................................................................................................ 24
2

2. Mô tả chung................................................................................


3. Đặc trưng....................................................................................
4. Hoạt động phần mềm..................................................................
....................................................................................................
5. Cài đặt.........................................................................................
6. Hướng dẫn lắp ráp.......................................................................

3

CHƯƠNG I. : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ LỌC MAX274
1.Tổng quan về MAX274:
1.1.Khái quát chung:
-Mô tả chung MAX274 là các bộ lọc hoạt động theo thời gian liên tục bao
gồm các phần bậc 2 có thể xếp tầng độc lập.
-Mỗi phần có thể thực hiện bất kỳ phản ứng bộ lọc thông dải hoặc thông
thấp vào tất cả các cực, chẳng hạn như Butter- value, Bessel và Chebyshev,
và được lập trình bởi bốn điện trở bên ngồi. MAX274 cho tạp âm thấp hơn
so với các bộ lọc tụ điện chuyển mạch, cũng như hiệu suất động vượt trội do
cả hai đều có thiết kế đơn giản.
1.2. Các tính năng:
-Bộ lọc liên tục thời gian khơng có xung nhịp, khơng có tạp âm.
-Thực hiện đáp ứng xungcho các loại lọc như Butterworth, Chebyshev,
Bessel và các bộ lọc khác.
-Các đầu ra thông thấp, thông dải.
- Hoạt động từ nguồn cung cấp +5V đơn hoặc nguồn cung cấp 15V kép.
- Có phần mềm thiết kế.
- Có sẵn bộ đánh giá MAX274.
-Vi mạchMAX274 thực hiện lọc bậc 4 và bậc 8
-Tần số trung tâm của MAX274 là 150kHz.
-Tạp âm thấp: -86dB THD cho MAX274.
-Tần số trung tâm thực tế: trong khoảng +1% cho
MAX274 2.Thông số kĩ thuật:
ĐẶC
ĐIỂM

KÍ
HIỆU

Đặc điểm bộ lọc
Tần số
hoạt
động tối
4

đa


Dải
số trung
tâm

tần Fo

Độ

Fo

chính
xác
số trung
tâm

tần

Độ
chính
xác

khơng
được
điều
chỉnh

Q-

Độ
chính
xác
Được
điều
chỉnh

Q-

Hệ
nhiệt độ
Fo

số

Hệ
nhiệt độ
Q

số

5

Tiếng
ồn băng


thơng
rộng

Đặc điểm DC
Độ
chính
xác
lợi

độ

thơng
thấp
DC
Bù đắp
điện

áp

Chênh
lệch
điện áp
Dịng
điện
rỉ
chân

FC

rị
tại

6

Các đặc điểm của bộ lọc động


Tín
hiệu
thành
tiếng ồn
cộng

SINAD

với biến
dạng

Điện áp
đầu
swing

ra

Tốc
quay

độ SR

Sản
phẩm
tăng
băng
thơng

GBW

u cầu về điện
Cung
cấp
phạm vi
điện áp
Cung
cấp
7

dịng


điện
Tỷ lệ từ PSRR
chối
cung
cấp
điện
Ghi chú 1:Có thể tần số trung tâm (Fos)dưới 100Hz làm giảm phạm
vi động

Ghi chú 2: giả sử khơng trơi đối với các điện trở bên ngồi
Ghi chú 3:xem hình 9 về hoạt động cung cấp nguồn độc lập
2.1.Sơ đồ chân và mạch hoạt động điển hình:
2.1.1.Sơ đồ chân:

2.1.2.Mạch hoạt động điển hình:

8


3.Ứng dụng:-Bộ phụ kiện khử răng cưa có độ méo thấp
-Bộ lọc đầu ra DAC
-Modems
-Âm thanh / Sonar / Avionics Lọc tần số
-Phân tích độ rung

9


Chương II. QUY TRÌNH THIẾT KẾ BỘ LỌC
1.Mơ tả chi tiết:
R2

LOWPASS OP

BANDPASS OUTPUT
Hình 1. Phần bộ lọc bậc 2 đơn
-MAX274 chứa bốn phần bộ lọc bậc 2 giống hệt nhau. Hình 1cho thấy địa
hình thay đổi trạng thái được sử dụng trong mỗi phần bộ lọc. Địa hình này
thơng báo đồng thời các chức năng thông thấp và thông dải ở các đầu ra riêng

biệt. MAX274 sử dụng thiết kế bộ khuếch đại được chọn để có độ nhạy
tương đối với dung lượng ký sinh và băng thông cao.
- Các tụ điện và bộ khuếch đại tích hợp, cùng với các điện trở bên ngồi tạo
thành các bộ tích hợp phân tầng với phản hồi để cung cấp đồng thời các đầu
ra lọc thông thấp và thông dải.
-Để tối đa hóa băng thơng, nút thơng cao (HP) khơng thể truy cập được. Một
điện trở 5kΩ được mắc nối tiếp với đầu vào của bộ khuếch đại giai đoạn cuối
cùng để cách ly tụ tích hợp khỏi các điện dung ký sinh bên ngồi có thể làm
thay đổi độ chính xác của bộ lọc. Mặc dù khơng có chân đầu ra nhưng có thể
tạo rãnh ở tần số cực bằng cách tính tổng đầu vào và đầu ra thơng dải.
2. Quy trình thiết kế bộ lọc:

10


Hình 3. Lưu đồ thiết kế bộ lọc chung
- Phần mềm thiết kế Fiter của Maxim rất được khuyến khích. Phần mềm
này tự động tính tốn bộ lọc, cực và Qs dựa trên hình dạng ống nối được yêu
cầu, vì vậy khơng cần tính tốn thủ cơng.
-Các lệnh điều khiển theo trình đơn và đồ thị phản hồi bộ lọc trên màn
hình đưa người dùng đi qua tồn bộ q trình thiết kế, bao gồm việc lựa chọn
các giá trị điện trở để triển khai bộ phù hợp với MAX274.
các cặp F0 / ¿Q được tính tốn thành phần cứng MAX274 (Lựa chọn điện
trở):
- Nếu quy trình thiết kế bộ phụ kiện đã được hồn thành như được nêu
trong hình 3,ngoại trừ việc lựa chọn điện trở bên ngoài,hãy làm theo các
bước sau:
3.Kiểm tra tất cả các cặp F0 / ¿Q cho khả năng nhận biết:
MAX274 có các giới hạn mà giá trị F0 / ¿Q có thể được thực hiện.Các giới
hạn này bị ràng buộc bởi băng thông khuếch đại hữu hạn và khả năng dẫn

động tải của bộ khuếch đại (tính theo tần số cao nhất F0 / ¿Os cao nhất) cũng
như khả năng thu tiếng ồn của bộ khuếch đại và khả năng mắc lỗi do điện
dung lạc(đặt giới hạn tần số thấp trên các cực).Tham khảo hình 4 để đảm bảo
11


mỗi cặp F0 / ¿Q đều nằm trong phần 'có thể thực hiện được' của biểu đồ.Nếu
Q của bộ lọc quá cao,hãy giảm chúng bằng cách tăng thứ tự bộ lọc (nghĩa là
tăng số cực trong tổng thể).
Tần số cao F0s (lên đến 400kHz) và Q cao nằm ngoài giới hạn của hình 4
cũng có thể thực hiện được nhưng F0 và sẽ lệch đáng kể so với lý tưởng.Điều
chỉnh các giá trị điện trở bằng cách tạo mẫu.

Hình 4.Phạm vi F0/Q có thể sử dụng
4.Tính tốn các giá trị điện trở cho từng phần(cặp F0/Q):
Tính tốn các giá trị điện trở bằng cách sử dụng đồ thị và phương trình
trong các bước từ A đến D của phần này.Bắt đầu bằng cách ước tính các giá
trị cần thiết theo đồ thị;sau đó sử dụng các phương trình đã cho để lấy ra 1
giá trị chính xác.
Các giá trị điện trở khơng được vượt q 4MΩ vì điện dung kí sinh làm tắt
các giá trị cao như vậy gây ra lỗi F0/Q qua mức.Các giá trị thấp hơn 5kΩ đối
với R2 và R3 khơng được khuyến khích do khả năng truyền động đầu ra của bộ
khuếch đại bị hạn chế.Đối với các trường hợp không thể tránh khỏi các giá trị
lớn hơn(như trong các phần tần số thấp) hãy tham khảo phần Biến đổi điện
trở giá trị cao.
12


Chân điều khiển tần số(FC) được kết nối với V+,GND,hoặc V- và thang
đo R1 và R3 để chứa nhiều mức tăng và giá trị Q.Các cài đặt FC khác nhau có

thể được chọn cho mỗi phần.Tham khảo phần kết nối chân FC.Các bước để
tính tốn giá trị điện trở được đưa ra dưới đây.
*Bước A:Tính R2 R2=

(2 ×109 )

F0

Điện trở R2 và R4 đặt tần số trung tâm
R R R

*Bước B:Tính 4 4= 2-5kΩ
Điện trở R4 có thể nhỏ hơn 5kΩ vì điện trở 5kΩ nối tiếp bên trong giới hạn
tải BPO.
*Bước C:Tính R3
Điện trở R 3đặt Q cho phần các giá trị R3 được vẽ trên đồ thị,giả sử Q=1;vì
R3tỷ lệ với Q nên nhân giá trị của đồ thị với Q.Có 3 lựa chọn cho R3tùy thuộc
vào cài đặt FC, chọn cài đặt cung cấp giá trị điện trở hợp lý(5kΩ< R 3<4MΩ).
R3>4MΩ có thể được sử dụng nếu cần thiết. Tham khảo phần biến đổi điện
trở giá trị cao để biết giải thích về điện trở "Ts".

13


*Bước D: Tính R1
Điện trở R1 đặt mức tăng ích.Nếu mức tăng ích của từng phần chưa được
tính tốn, hãy tham khảo tối ưu hóa tăng ích của bộ lọc theo tầng,thứ tự các
phần.R1 tỷ lệ nghịch với độ tăng ích LP.Giá trị của R1 cho mức tăng từ 1 đến
10 được vẽ đồ thị;thang đo R1 theo mức tăng ích mong muốn.
Bộ lọc thông thấp: cài đặt chân FC đã được chọn ở bước C(hoặc ở các tính

tốn phần trước).

14


5.Tính tốn lại các giá trị điện trở để bù lỗi băng thông cho bộ khuếch
đại bộ lọc:
Một số biểu đồ đặc tính hoạt động điển hình cho thấy sai lệch về F0 và Q
so với các giá trị mong muốn do độ tăng ích của bộ khếch đại bên trong.Nếu
muốn điều chỉnh hãy sửa những sai lệch này bằng cách tính tốn lại các giá
R −R
trị 1
4 .
6.Xây dựng 1 nguyên mẫu bộ lọc:
Xây dựng và thử nghiệm tất cả các thiết kế bộ lọc. Tham khảo phần tạo
mẫu,bố cục bảng PC của bảng dữ liệu.Đối với các ứng dụng u cầu độ chính
xác cao(ví dụ:những ứng dụng có phần bộ lọc chứa Qs lớn hơn 10) hoặc
những máy sử dụng mặt đất,nên thực hiện quy trình điều chỉnh nguyên mẫu
cuối cùng.Xây dựng 1 bộ phụ kiện nguyên mẫu, sau đó điều chỉnh các giá trị
điện trở của từng phần cho đến khi đạt được độ chính xác mong muốn.
*Biến đổi điện trở giá trị cao
15


Các điện trở giá trị cao(lớn hơn 4MΩ) được sử dụng trong mạch lọc
MAX274/MAX275 gây ra lỗi F0 và Q quá mức.Để giảm trở kháng của các
đường phản hồi này trong khi vẫn duy trì dịng phản hồi tương đương,sử
dụng phương pháp điện trở "T" được chỉ ra trong hình 5.

Hình 5.Điện trở T-mạng giảm giá trị điện trở.

Fos nhỏ hơn 100 Hz có thể được thực hiện bằng cách sử dụng mạng T.Mạng
T cung cấp các giá trị điện trở lớn tương đương cho R2 ,R3 và R4,cần thiết cho
các bộ lọc tần số thấp. Tuy nhiên mạng T làm giảm phạm vi động bằng cách
giảm mức tín hiệu đầu vào.Lưu ý rằng điện dung có trên các giá trị điện trở
cao này bảo vệ phản hồi của bộ nạp ở tần số cao.Để có kết quả tốt nhất,hãy
xây dựng nguyên mẫu và kiểm tra kỹ hiệu suất của nó.
*Số cực lẻ:
Đối với các thiết kế thơng thấp có số cực lẻ thêm 1 bộ lọc thông thấp RC
sau phần bộ lọc cuối cùng.Giá trị của RC phải là:RC=1/2 πT 0 trong đó T 0 là
tần số cực thực mong muốn.Trong nhiều trường hợp, có thể có lợi khi chỉ cần
tăng thứ tự bộ phụ kiện lên 1 và triển khai nó với một phần bổ sung thứ 2.
*Kết nối chân FC
16


Kết nối FC với GND cho tất cả các ứng dụng,ngoại trừ trường hợp giá trị
điện trở giảm xuống dưới 5kΩ(ở F0 s cao,Qs thấp).Trong những trường hợp
này kết nối FC với V+.Đối với F0 s thấp và Qs cao, kết nối FC với V- để giữ
giá trị của R1 và R3 dưới 4MΩ.Sai số F0 vàQcao hơn đáng kể khi FC được kết
nối V+ hoặc V-(xem đặc điểm hoạt động điển hình).Việc điều chỉnh các giá
trị điện trở này bù cho những lỗi này vì các lỗi là lặp lại từ bộ phận này sang
bộ phận khác.Lưu ý rằng tạp âm tăng gấp 3 lần khi FC được kết nối với V+.
*Xếp tầng các phần giống nhau cho thông dải đơn giản nhất
Nếu thiết kế bộ lọc thông dải trong đó một tần số duy nhất( hoặc một dải
tần số rất hẹp)phải được vượt qua, 1 số phần bậc 2 có F0s và Qs giống nhau có
thể được xêp tầng.Kết quả Q (tính chọn lọc) của bộ lọc là 1 hàm của Qs của
các phần riêng lẻ và số lượng các phần được xếp tầng:
Qt =

Trong đó:Qt là bộ xếp tầng tổng thể Q

Q là Q của từng phần riêng lẻ
N là số phần
*Tạo đầu ra Notch
Một Notch(khơng) có thể được tạo trong phản hồi bộ loc bằng cách tính
tổng tín hiệu đầu vào với BPO. Sử dụng 1 op-amp mở rộng( hình 6a).Phần
notch sẽ có các cực và đặc tính Q của phần bậc 2,cũng như số 0 ở tần số
cực(chức năng chuyển được cho trong hình 6a).HOBP(hệ số tăng ích BP tại F0)
phải được đặt chính xác để tín hiệu đầu vào được tổng hợp với BPO hủy
chính xác ở tần số cực. Do đó độ suy giảm tối đa của notch là 1 hàm số có độ
R ,R . R vàR
chính xác của 1 3
¿
BP.
Một notch có thể được sử dụng để tạo ra 1 giá trị rỗng trong băng thông
của bộ lọc thông thấp để loại bỏ các tần số đặc biệt(xem phần ứng dụng).

17


Hình 6.sơ đồ lọc chắn dải
*Tối ưu hóa lợi ích bộ lọc theo tầng,sắp xếp thứ tự các phần
- Mức tăng trên các phần riêng lẻ trong bộ lọc có thể được đặt bằng nhiều
cách,miễn là tổng mức tăng từ đầu vào đến đầu ra của bộ lọc là chính
xác.Thơng thường độ lợi không thể được chia đều cho các phần vì các F0 s và
Qs khác nhau tạo ra các đỉnh và đỉnh khếch đại ở các tần số khác nhau cho
mỗi phần.
- Mục tiêu trong việc chọn mức tăng là ngăn đầu ra của phần dao động vượt
quá mức ±3.25V(sử dụng nguồn cung cấp ± 5V) trong khi tín hiệu đầu vào
đầy đủ được áp dụng.Mặt khác,nếu mức tăng tiết diện được đặt quá thấp và
chỉ sử dụng 1 phần nhỏ dải đầu ra thì hệ số nhiễu sẽ tăng lên.Phân bố độ tăng

ích tối ưu giữa các phần cho biết mỗi phần dao động càng gần ±3.25V thì sẽ
càng tốt trong 1 phạm vi tần số rộng.
- Kiểm tra đầu ra không sử dụng (BPO_ hoặc LPO_) và nút HP bên trong
xem có q áp khơng,vì việc cắt ở bất kì nút nào sẽ gây ra méo ở đầu ra.Nút
HP không khả dụng cho dù đang thăm dị(Hình 2);tuy nhiên,độ lợi của nó có
thể tiếp cận với RX/R!.Giá trị R1 thấp và kết nối FC với V+(đặt RX cao bằng
64kΩ) có thể khiến nút này bị cắt.

18


Phần mềm thiết kế bộ lọc của maxim cho phép đạt được mức tối ưu bằng
cách vẽ biểu đồ mức tăng đầu ra của từng phần bộ nối tiếp tầng kế tiếp
nhau,bao gồm cả nút bên trong.Mức tăng có thể được điều chỉnh theo cách
thủ công và các phần được sắp xếp lại thứ tự để có dải động tổng thể tốt nhất.
- Để tối ưu hóa mức tăng mà không cần sự trợ giúp của phần mềm,hãy bắt
đầu bằng cách sắp xếp lại thứ tự các phần tử từ Q thấp nhất đến Q cao
nhất.Chia đều độ tăng ích giữa các phần,đặt mỗi phần tăng thành:
-

(

HO=A

trong đó:A=bộ lọc tổng thể đạt được
=H
F
HO
OBPcho các thiết kế thông dải(đạt được ở
0)

H O =HOLP cho các thiết kế thông thấp(đạt được

ở DC)

N=tổng số phần
- Cách tiếp cận này cung cấp 1 giải pháp tốt để cắt bớt các vấn đề trong các
phần Q cao bằng cách giữ cho mức tăng thấp trong các phần đầu tiên(Q
thấp).Sau đó, độ tăng ích có thể điều chỉnh trong phần cứng để tối ưu hóa
phạm vi hoạt động tổng thể.
*Điện trở
- Ngồi độ chính xác, tiêu chí quan trọng nhất để lựa chọn điện trở là điện
dung ký sinh trên điện trở. Điện dung điển hình phải nhỏ hơn 1pF. Điện trở
quấn dây có một số giá trị picofarads, cũng như độ tự cảm không thể đáp ứng
được (KHÔNG ĐƯỢC SỬ DỤNG CÁC LOẠI NÀY). Điện dung làm giảm
hiệu quả điện trở ở tần số cao (đặc biệt khi sử dụng điện trở có giá trị cao) và
gây ra sự lệch pha trong các vòng phản hồi. Không lắp điện trở trong ổ cắm,
điện dung ổ cắm xuất hiện trên các điện trở và sẽ gây ra lỗi đáng kể ở F0và Q.
Điện trở màng kim loại giảm thiểu tiếng ồn tốt hơn so với loại carbon.
*Tạo mẫu, Bố cục bo mạch PC
Để có bộ lọc có độ chính xác cao nhất, hãy xây dựng ngun mẫu bộ lọc
trên bo mạch PC với bố cục càng giống với mạch sản xuất cuối cùng càng tốt.
Nếu một máy bay mặt đất sẽ được sử dụng trong sản xuất, hãy xây dựng các
bộ lọc nguyên mẫu trên một bảng đồng. Không sử dụng breadboard loại đẩy
vào để tạo mẫu - điện dung pin-to-pin quá cao. Để tạo mẫu nhanh hơn, bộ
công cụ đánh giá MAX274 bao gồm một mạch PC-board để kiểm tra thiết kế.
Các lỗi nhạy cảm với bố cục, mặc dù có thể lặp lại từ phần này sang phần
khác, thay đổi tùy theo vị trí điện trở, định tuyến theo dõi và bố trí mặt phẳng.
Để có độ chính xác cao nhất, hãy sử dụng cách bố trí được khuyến nghị được
cung cấp trong Hình 7a và 7b. Giữ tất cả các dấu vết, đặc biệt là LPI_ và BPI,
càng ngắn càng tốt. LPI_ và BPI đặc biệt nhạy cảm với điện dung đất

19


và có thể gây ra lỗi trong Q. Nếu sử dụng mặt phẳng nối đất, hãy điều chỉnh
bộ lọc nguyên mẫu bằng cách điều chỉnh các giá trị điện trở để loại bỏ các lỗi
do điện dung đất gây ra.
Ngăn chặn sự ghép nối điện dung giữa các chân. Việc ghép nối giữa BPI_
và BPO_ có thể gây ra lỗiF 0 ; điện dung trên các điện trở kết nối IN và BPO_
(R3), BPI_ và LPO_ (R2), và BPO_ và LPI (R4) gây ra lỗi F0và Q. Giảm
thiểu những sai sót này bằng thực hành bố cục "chặt chẽ" (dấu vết ngắn nhất).

Hình 7.Bố cục PC-Board được đề xuất MAX274 cho
F
DIP *Đo 0và Q
Đối với các bộ lọc nhiều bậc, hãy đo từng phần một cách chia nhỏ, trước
khi xếp tầng, để xác minh đúng F0và Q. Để có kết quả tốt nhất, hãy đo BPO_
bằng máy phân tích phổ. F0là tần số tại đó đầu vào và BPO_ lệch pha nhau
180 °. Q là tỷ số của F pK trên băng thơng 3dB của BPO_ (Hình 2), trong đó
FpK là tần số mà độ lợi BPO_ là lớn nhất (có thể khơng bằngF0).
*Bộ lọc F0và Q
Độ chính xác Độ nhạy F0đối với dung sai điện trở bên ngoài là 1: 1, ví dụ:
sử dụng điện trở dung sai 1% cho R2 và R4 sẽ thêm sai số ± 1% cho F0(nên
thêm vào sai số ± 1% của MAX274, đảm bảo quá nhiệt độ). Sai số Q có độ
lớn lớn hơn, vì chúng là một chức năng của bộ chia điện trở bên trong (điều
khiển bằng chân FC) và cũng liên quan đến R3. Phân bố lỗi Q điển hình được
đưa ra trong Đặc điểm hoạt động điển hình; lỗi Q bổ sung liên quan đến dung
sai điện trở là một hàm của R2, R3 và R4, và phải được tính tốn theo các giá
trị được sử dụng.
20

*Loại bỏ bù đắp DC
Hình 8a và 8b trình bày các phương pháp loại bỏ điện áp bù DC tại LPO
Phương pháp đầu tiên hiển thị các tín hiệu ngắt DC có thể điều chỉnh được
đưa vào BPI hoặc đầu vào bộ lọc. RTRIM phải được điều chỉnh cho đến khi
bù DC bị vơ hiệu tại LPO (Hình 8a). Hình 8b cho thấy một giải pháp đơn
giản cho các bộ lọc thông thấp loại bỏ bù đắp DC bằng cách ghép nối AC với
đầu ra LPO_, đồng thời cho phép một đường dẫn DC qua R từ đầu vào. Ở tần
số DC và tần số thấp, đầu ra bằng với đầu vào tín hiệu được lọc trước (trên
R); ở tần số cao hơn, C dẫn và đầu ra bằng tín hiệu tại LPO_. Cực RC bên
ngoài nên được đặt tần số thấp hơn ít nhất một thập kỷ so với Fo của bộ lọc
tổng thể. Bộ khuếch đại có độ lệch thấp có thể đệm tín hiệu đầu ra, nếu
muốn. Đối với bộ lọc thông dải, một bộ lọc thông cao RC có bộ đệm đơn
giản ở đầu ra sẽ loại bỏ phần bù DC.

Hình 8a. Loại bỏ phần bù được cắt gọt

21


Hình 8b. Loại bỏ phần bù được cắt tỉa
*Tạp âm và sự biến dạng
Mật độ phổ nhiễu được thể hiện trong Đặc tính hoạt động điển hình. Sự
phân bố tần số tiếng ồn được định hình bởi độ lợi và đáp ứng của bộ lọc
(phần Q cao hơn sẽ có đỉnh nhiễu cao hơn tương ứng xung quanh tần số cực),
cũng như bởi tiếng ồn i / f của bộ khuếch đại. Với Fc được đặt thành V +,
nhiễu lớn hơn 3 lần so với nếu đặt thành GND hoặc V-; do đó, tránh cài đặt
này cho các ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn. Đồ thị mật độ tiếng ồn từ Đặc
tính hoạt động điển hình có thể được chia tỷ lệ thành bất kỳ độ lợi hoặc Q
nào để ước tính tiếng ồn chính xác.

MAX274 có thể điều khiển tải 5k2 đến thường trong phạm vi + 500mV
của đường ray cung cấp với độ méo không đáng kể. Kết quả đầu ra có thể lên
đến 100pF; tuy nhiên, các bộ lọc có Fos và Q cao sẽ trải qua một số dịch pha
(1 ở 100kHz tạo ra 130PF, F0= 100kHz, Q = 10 phần).
*Nguồn cung cấp
MAX274 có thể được vận hành từ 1 bộ nguồn hoặc bộ nguồn kép(Hình
9).Chân V+ và V- phải được bỏ qua đúng cách đến GND với điện phân
4,7µF(ưu tiên tantilum) và tụ điện gốm 0,1µF mắc song song.Chúng phải
càng gần nguồn cung cấp chip càng tốt.
Đối với các ứng dụng nguồn cung cấp đơn,GND phải được tập trung giữa
điện ấp V+ và V- để tín hiệu vẫn ở trong phạm vi chế độ chung của bộ
khuếch đại bên trong.

22


Hình 9.Cấu hình nguồn điện

23


Chương III. PHẦN MỀM THIẾT KẾ & HƯỚNG DẪN LẮP RÁP
1.Phần mềm thiết kế
2.Mô tả chung
Phần mềm bộ lọc của Maxim giúp giảm thời gian cần thiết để thiết kế bộ
lọc thông thấp hoặc thông dải theo thời gian liên tục bằng cách sử dụng
MAX274.Bắt đầu từ các yêu cầu bộ lọc cơ bản của bạn,sử dụng định dạng
kiểu bảng tính,phần mềm sẽ tính tốn thứ tự,cực và Q của các loại bộ lọc cổ
điển(Butterworth,Chebyshev hoặc bessel) và các giá trị cần thiết để triển khai
phản hồi bộ lọc mong muốn.Để tạo mẫu phần cứng với MAX274,nên sử

dụng bộ đánh giá MAX274,bao gồm bo mạch PC và IC MAX274.
3.Đặc trưng
-Tính toán thứ tự bộ lọc,cực và Q từ các yêu cầu bộ lọc của bạn
-Các phản hồi của bộ lọc theo độ lợi,pha và độ trễ nhóm-để kiểm tra trước
khi bạn xây dụng bộ lọc
-Tính tốn các giá trị điện trở được sử dụng để có được phản hồi bộ lọc
mong muốn bằng cách sử dụng MAX274.
*Mô tả chung về EV Kit
1)Bộ đánh giá MAX274(EV Kit) thu nhỏ thời gian cần thiết để thiết kế và
triển khai bộ lọc thông thấp hoặc thông dải theo thời gian liên tục bằng cách
cung cấp công cụ thiết kế phần mềm và bảng PC tạo mẫu hoàn chỉnh với 1
IC lọc thời gian liên tục MAX274 bậc 8. Bắt đầu từ các yêu cầu bộ lọc cơ
bản của bạn, phần mềm thiết kế bộ lọc của Maxim tính tốn thứ tự bộ lọc,cực
và Qs của các loại bộ lọc cổ điển(Butterworth,Chebyshev hoặc bessel),sau đó
tính tốn các giá trị điện trở cần thiết để triển khai bộ lọc hoàn chỉnh,Việc lắp
đặt các loaị điện trở này trên bo mạch \pc được cung cấp và xếp tầng theo số
lượng phần cần thiết của bộ lọc MAX274 sẽ tạo ra 1 bộ lọc hoàn chỉnh sẵn
sàng để thử nghiệm loại bỏ nhu cầu tạo mẫu tốn kém và tốn thời gian.Bố cục
bo mạch PC MAX274 có thể được kết hợp trực tiếp trong bo mạch PC sản
xuất để có kết quả nhất quán tuyệt đối từ nguyên mẫu đến sản xuất.
2)Tính năng:
-Cho phép bạn thiết kế và xây dụng bộ lọc thông thấp hoặc thông
dải -Tần số cực(F0) từ 100Hz đến 150kHz
24


-Bộ hỗ trợ thiết kế Butterworth,Chebyshev và Bessel
-Bao gồm phần mềm thiết kế:
+ Tính tốn thứ tự bộ lọc,cực và Qs từ các yêu cầu bộ lọc của bạn
+Các phản hồi của bộ lọc theo độ lợi,pha và độ trễ nhóm-để kiểm tra

trước khi bạn xây dụng cái mới hơn
+ Tính tốn các giá trị điện trở cần thiết để xây dựng bộ lọc
-Bao gồm bảng PC để đánh giá:
+Bảng PC cho phép bạn xây dựng bộ lọc ngay lập tức chỉ cần cài đặt các
giá trị điện trở thích hợp trên bo mạch
+Xây dựng tối đa bộ lọc bậc 8 bằng cách xếp tầng 4 phần bậc 2 hoặc sử
dụng các phần riêng lẻ cho nhiều bộ lọc
+Hoạt động từ nguồn cung cấp 5V đơn hoặc 5V kép
4.Hoạt động phần mềm
5.Cài đặt
Bạn sẽ cần 1 PC tương thích với IBM,DOS phiên bản 2.0 trở lên,với ổ đĩa
mềm 5 1/4" và 1 trong các màn hình video sau:Đồ họa
Hercules,CGA,EGA,VGA hoặc tương thích.Ổ cứng hoặc 1 ổ đĩa mềm bổ
sung cũng được yêu cầu.
Để cài đặt chương trình,hãy đưa đĩa mềm vào ổ đĩa của bạn và gõ
"A:INSTALL" (hoặc "B:INSTALL").Thực hiện theo các hướng dẫn trên màn
hình.Sau khi cài đặt,gõ "FILTER" để bắt đầu chương trình.Đảm bảo rằng bạn
đang ở trong ổ đĩa / thư mục nơi phần mềm được cài đặt
*Giúp đỡ
Sau khi cài đặt phần mềm,hãy in 1 bản in ra giấy của tệp FILTER .HLP
bằng cách nhập TYPE FILTER.HLP>PRN từ DOS. Bộ sưu tập màn hình trợ
giúp này đóng vai trị là hướng dẫn sử dụng phần mềm ,Cá nhân phần mềm
trợ giúp có thể được in trong khi chạy phần mềm bằng cách nhấn F1,sau đó
làm theo hướng dẫn trên màn hình.
6.Hướng dẫn lắp ráp
B1.Lắp đặt các đầu nối BNC và giắc cắm chuối như trong hình 2.Kết nối
dây từ giắc V+,GND, và V- với các nút được chỉ định V+,GND, và V- trên
mạch.Lắp IC MAX274 như hình(hoặc lắp thêm ổ cắm IC nếu muốn).
25