種低成本壓控濾波器的實現

摘要： 本文介紹了采用電源電流可連續調節的運算放大器，實現壓控濾波器的方法和原理。
關鍵詞： 運算放大器；電壓控制濾波器；數字模擬轉換器

在語音和音樂合成領域，常使用壓控濾波器對產生的聲音信號進行包絡整形。但由于成本高、所需外圍器件多，設計較復雜，多數此類器件不適合嵌入式系統應用。實現壓控濾波器功能的另一途徑是采用電源電流可連續調節的運算放大器，如美國國家半導體公司的LPV531型運算放大器。該放大器的電源電流可以在1uA~400uA的范圍內連續調節。放大器電源電流的調節可通過一個10位數字模擬轉換器DAC101S101進行。在該方案中，放大器的增益帶寬是電源電流的函數。圖1顯示了LPV531的電源電流對其增益帶寬和相位裕度的影響。

圖1 LPV531的增益帶寬與電源電流的關系

LPV531及DAC101S101的特點

LPV531是美國國家半導體的一款可編程、CMOS輸入、軌到軌輸出的微功率運算放大器。僅借助一只外置電阻即可實現對LPV531的增益帶寬調節和功率級別調節。通過改變外置電阻上的偏壓即可使LPV531在待機和滿功率模式之間進行切換。該運算放大器工作在最低頻率73KHz時的功耗僅為5uA，工作在最高頻率4.6MHz時的功耗僅為425uA。

輸入偏置電壓相對比較獨立，不會受到功率級別選擇的影響。LPV531采用了CMOS輸入級，輸入偏置電流僅有50fA，共模輸入電壓范圍可從負電壓到正電源電壓以下1.2V。同時，LPV531軌到軌的AB類輸出階使其在低電源電壓時也可以提供最大的動態范圍。

LPV531的典型參數如下：
*2.7V~5.5V電源電壓；
*5uA~425uA連續可編程電源電流；
*輸入共模電壓范圍-0.3V~3.8V；
*共模抑制比95dB；
*軌到軌輸出電壓擺幅；
*1mV輸入偏置電壓；
*73KHz~4.6MHz連續可編程增益帶寬；
*小體積的SOT23-6封裝，適用于手持電子設備和便攜式應用。