LTC1069 - 1低功耗8阶椭圆低通滤波器：特性、应用与设计要点

在电子工程师的日常设计工作中，滤波器是不可或缺的重要组件。今天，我们就来深入探讨一款性能出色的低通滤波器——LTC1069 - 1。

文件下载：LTC1069-1IN8#PBF.pdf

一、特性亮点

1. 封装与阶数

LTC1069 - 1采用SO - 8封装，集成了8阶椭圆滤波器。这种高阶滤波器能够提供更陡峭的过渡带，有效抑制带外信号，在对滤波要求较高的应用场景中表现出色。

2. 电源适应性

它可以在单3.3V至±5V的电源下工作，这使得它在不同的电源环境中都能稳定运行，为设计带来了极大的灵活性。

3. 衰减特性

在不同频率下具有良好的衰减性能，如在1.2fCUTOFF时衰减达到 - 20dB，1.4fCUTOFF时为 - 52dB，2fCUTOFF时可达 - 70dB。这种特性能够有效滤除不需要的高频信号，保证信号的纯净度。

4. 动态范围与低功耗

具有较宽的动态范围，宽带噪声仅为110μVRMS。同时，功耗较低，在±5V电源下供应电流为3.8mA，单5V电源时为2.5mA，单3.3V电源时为2mA。这使得它在对功耗要求较高的应用中具有明显优势。

二、应用领域

1. 电信滤波

在电信系统中，需要对信号进行精确的滤波处理，以确保信号的质量和传输的稳定性。LTC1069 - 1的高性能滤波特性能够满足电信滤波的需求，有效去除干扰信号，提高通信质量。

2. 抗混叠滤波

在采样系统中，抗混叠滤波器是必不可少的组件。LTC1069 - 1能够有效防止采样过程中的混叠现象，保证采样信号的准确性。

三、关键技术参数

1. 截止频率

LTC1069 - 1的截止频率（fCUTOFF）等于时钟频率除以100。在不同电源条件下，最大截止频率有所不同，±5V电源时可达12kHz，单5V电源时为8kHz。

2. 增益与纹波

在fCUTOFF处的增益为 - 0.7dB，典型通带纹波在0.9fCUTOFF内为±0.15dB。这些参数保证了滤波器在通带内的信号稳定性。

3. 绝对最大额定值

包括电源电压范围、引脚电压范围、工作温度范围等。例如，电源电压差最大为12V，引脚电压需在(V - - 0.3V) ≤ V ≤ (V + + 0.3V)范围内。不同型号的工作温度范围有所差异，如LTC1069C - 1为0°C至70°C，LTC1069I - 1为 - 40°C至85°C。

四、引脚功能与设计要点

1. 模拟地（AGND，Pin 1）

模拟信号地的质量会影响滤波器性能。对于单电源或双电源操作，建议在封装周围设置模拟接地平面，并在单点连接到数字地。单电源操作时，需用0.47μF或更大的电容将Pin 1旁路到模拟接地平面。

2. 电源引脚（V + 、V - ，Pins 2、7）

应使用0.1μF电容将V + 和V - 旁路到合适的模拟地。滤波器的电源应与其他数字或高压模拟电源隔离，建议使用低噪声线性电源，以避免降低滤波器的信噪比。

3. 未连接引脚（NC，Pins 3、6）

这两个引脚未连接到任何内部电路，最好将它们接地。

4. 滤波器输入引脚（VIN，Pin 4）

内部通过43k电阻连接到运算放大器的反相输入。

5. 时钟输入引脚（CLK，Pin 5）

任何具有方波输出和50%占空比（±10%）的TTL或CMOS时钟源都可作为该器件的时钟源。时钟源的电源不一定要与滤波器的电源相同，但滤波器的模拟地应仅在单点连接到时钟的地。同时，要注意时钟信号的上升和下降时间，最大为1μs，避免使用小于100kHz的正弦波作为时钟信号，以防止产生内部时钟抖动。

6. 滤波器输出引脚（VOUT，Pin 8）

该引脚可提供或吸收1mA电流。驱动同轴电缆或小于20k的电阻性负载会降低滤波器的总谐波失真。在评估器件的动态范围时，需要使用缓冲器将滤波器的输出与同轴电缆和仪器隔离。

五、应用注意事项

1. 温度特性

LTC1069 - 1的电源电流具有正温度系数，其内部运算放大器的GBW乘积几乎恒定，在高温下器件速度不会下降。特别是在±5V电源下，滤波器的通带特性几乎不受温度影响。

2. 时钟馈通

时钟馈通定义为时钟频率及其谐波在滤波器输出引脚（8）处的RMS值。它取决于PCB布局和电源值，通过适当的布局技术可以降低时钟馈通。如果时钟馈通问题严重，可以在LTC1069 - 1的输出引脚（8）处添加单个RC低通滤波器。

3. 宽带噪声

滤波器的宽带噪声是器件噪声频谱密度的总RMS值，决定了工作信噪比。大部分宽带噪声频率内容位于滤波器通带内，不能通过后置滤波降低。总宽带噪声几乎与时钟频率无关，仅略微依赖于电源电压。

4. 混叠现象

混叠是采样数据系统固有的现象，LTC1069 - 1的内部采样频率是其截止频率的100倍。当输入频率接近采样频率时，会出现混叠现象，导致输出出现别名信号。在设计时需要注意输入信号的频率范围，避免混叠的发生。

六、相关产品对比

产品编号	描述	备注
LTC1068	超低噪声、高精度、四通用滤波器构建模块	用户可配置，采用SSOP封装
LTC1069 - 6	单电源、超低功耗椭圆低通滤波器	fcLk/fc比率为50:1，8引脚S0封装
LTC1164 - 5	低功耗8阶巴特沃斯低通滤波器	fcLk/fc比率为100:1和50:1
LTC1164 - 6	低功耗8阶椭圆低通滤波器	fcLk/fc比率为100:1和50:1
LTC1164 - 7	低功耗8阶线性相位低通滤波器	fcLk/fc比率为100:1和50:1

在实际设计中，工程师可以根据具体的应用需求和性能要求，选择合适的滤波器产品。

总之，LTC1069 - 1凭借其出色的性能和丰富的特性，在低通滤波领域具有广泛的应用前景。电子工程师在设计过程中，需要充分了解其技术参数和应用要点，以实现最佳的设计效果。大家在使用LTC1069 - 1时，有没有遇到过一些特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。