LTC6601-1与LTC6601-2：5MHz - 27MHz可引脚配置全差分二阶低通滤波器的设计与应用

一、产品概述

在电子设计领域，滤波器的性能对于信号处理至关重要。LTC6601 - 1和LTC6601 - 2是两款极具特色的产品，它们属于LTC6601 - X系列，是可引脚配置的全差分二阶低通滤波器兼放大器。演示电路DC1251A有两个版本，DC1251A - A采用LTC6601 - 1，DC1251A - B采用LTC6601 - 2。通常，LTC6601 - 1适用于5MHz至27MHz截止频率范围的大多数低通滤波应用，而LTC6601 - 2则针对低失真和低功耗应用进行了优化。

文件下载：DC1251A-A.pdf

LTC6601 - X的设计使得高频全差分滤波功能的实现变得非常容易。它由一个低噪声放大器和8个精密匹配电阻以及12个精密匹配电容组成，通过引脚硬接线可以配置多种二阶低通滤波器传递函数。

二、电路结构与配置

1. 内部结构

从图1（LTC6601 - X的框图）可以看到其内部的电阻和电容布局。在DC1251A上，LTC6601 - X的电阻和电容引脚可以通过0603电阻跳线连接，从而配置截止频率和通带增益。LTC6601 - 1或LTC6601 - 2的数据手册中包含了各种截止频率和通带增益的引脚配置表和电路。截止频率（ - 3dB频率）是fo频率和Q值的函数，具体可参考LTC6601 - 1数据手册中的图3滤波器方程。

2. 基本与改进拓扑

基本拓扑：图4所示的基本滤波器拓扑可以实现大多数LTC6601 - X低通滤波电路。DC1251A板具备配置该基本拓扑所需的所有连接。图6展示了一个LTC6601 - 1配置为7MHz、12dB增益低通滤波器的基本滤波电路，图7则是DC1251A相应的配置。
改进拓扑：图5的改进滤波器拓扑提供了更多低通滤波选项。使用REXT电阻可以在不改变fo频率的情况下精确设置滤波器的Q值，还能在不改变Q值的情况下将滤波器增益设置为大于1（参考LTC6601 - 1数据手册中的图13 Q方程）。改进拓扑中的C3（求和结之间的电容）比仅使用C1和C2的基本滤波器拓扑能实现更低的Q值，从而可以实现更低的 - 3dB频率。DC1251A板有用于连接改进拓扑REXT的电阻焊盘，但没有用于连接49.9欧姆电阻的表面贴装焊盘。图8是一个LTC6601 - 1配置为5MHz、0dB增益低通滤波器的改进滤波电路，图9是DC1251A的相应配置。需要注意的是，连接改进滤波器拓扑电容的电阻值范围是25 - 50欧姆。

三、快速测试设置与步骤

1. 测试设备

进行快速测试需要以下设备：

一个3V - 5V的单电源
一个正弦波发生器
一台100MHz或更高带宽的示波器

2. 测试步骤

按照图1连接DC1251板，并将示波器输入阻抗设置为1MΩ。
将电源设置为3V。
将信号源输出设置为1MHz、1Vp - p的正弦波。
打开信号源和电源。
示波器的通道1和通道2应各自显示1MHz、0.5Vp - p的正弦波。

需要注意的是，为了进行准确的增益测试，DC1251的输入理想情况下应由零欧姆源驱动（例如高速差分放大器的输出）。但由于发生器输出和终端的50欧姆阻抗与LTC6601 - X输入电阻串联，串联的50欧姆电阻会降低预期的通带增益并改变滤波器的Q值（参考LTC6601 - 1数据手册中的图3增益和Q方程）。

四、DC1251A零件清单

DC1251A的零件清单涵盖了各种电容、电阻、连接器等元件，不同的元件有不同的参数和制造商。例如，电容有不同的容值、电压和精度要求，电阻也有不同的阻值和功率要求。具体的零件清单如下表所示：

Item	Qty	Reference	Part Description	Manufacturer / Part #
1	0	C1,C2,C3,C4,C5,C6(Opt)	Cap., 0603 TBD
2	3	C7,C8,C9	Cap., NPO 10pF 25V 10%	AVX 06033A100KAT2A
3	2	C12,C10	Cap., X7R 0.01uF 16V 10%	AVX 0402YC103KAT2A
4	1	C11	Cap., X7R 1000pF 25V 10%	AVX 04023C102KAT2A
5	1	C13	Cap., X5R 10uF 10V 20%	Taiyo Yuden LMK212BJ106MG
6	1	C14	Cap., X5R 1uF 10V 20%	Taiyo Yuden LMK107BJ105MA - T
7	3	RZ1, RZ2, C15	Cap., X7R 0.1uF 25V 10%	AVX 06033C104KAT2A
8	4	E1,E2,E3,E4	Turret,Tsetpoint	Mill Max 2501 - 2 - 00 - 80 - 00 - 00 - 07 - 0
9	1	JP1	Headers, Dbl. Row $2 times 32 ~mm$ Ctrs.	Samtec TMM - 103 - 02 - L - D
10	4	J1,J2,J3,J4	Conn., SMA 50 - 0hm	EF Johnson 142 - 0701 - 851
11	0	RQ1,RF1,RQ2,RG2,RF2,(Opt)	Res., 0603 IBD
	RG3,RF3,RG4,RF4,RG5,
	RF5,RF6,RF7,RF8,RF9,
	RF10,RF11,RF12
12	5	RIN1, RIN2,RG1,RG6, RQ3	Res/Jumper, Chip 0 1/16W 1 AMP	AAC CJ06 - 000M
13	3	R1,R2,R3	Res., Chip 49.9 0.1W 1%	VISHAY CRCW060349R9FKEA
14	0	IP1, TP2, TP3, TP4 (Opt)	Testpoint, Test pad	Component Corp. TP - 107 - 02
15	1	XJP1	Shunt, 2mm Ctrs.	Samtec 2SN - BK - G