Применение ИМС MAX7400 в фильтрах нижних частот (ФНЧ)

Характеристики перестраиваемых эллиптических ФНЧ 8-го порядка на переключаемых конденсаторах. Кое-что из datasheet-а на MAX7400 и практические схемы фильтров

Микросхемы MAX7400 и MAX7404 представляют собой эллиптические фильтры нижних частот восьмого порядка, построенные на перек- лючаемых ёмкостях со встроенным генератором, и предназначенные для работы от источников питания +5V (MAX7400) или +3V (MAX7404).

Близким аналогом ИМС MAX7400 является MAX293, причём если первую проще купить в корпусе 8-pin SO, то вторую – в DIP варианте.


Приведём некоторые основные характеристики MAX7400, MAX7404:

Ток потребления – около 2мА;
Перестройка частоты среза ФНЧ – от 1Hz до 10kHz;
Затухание за полосой пропускания – 82dB при отстройке на 0.5 октавы;
Типовое входное сопротивление – 125kΩ;
Шум плюс гармоники: -82dB (при Vвх = 4Vp-p);
Размах амплитуды выходного сигнала: min = 0.25, max = Vdd - 0.25V (при Rн=10kΩ);
Коэффициент передачи – 1.



Рис.1 АЧХ и ФЧХ ФНЧ на MAX7400 с частотой среза 1кГц

На Рис.1 приведены амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики ФНЧ на МАХ7400 с установленной частотой среза 1кГц.

Существенная неравномерность ФЧХ в полосе пропускания не позволяет рекомендовать данную ИМС для использования в составе высококачественной звуковой аппаратуры, однако в качестве эффективных фильтров в радиоприёмной или радиопередающей технике – вполне.
Единственное о чём следует позаботиться – это раскачать уровень входного сигнала до достаточно высокого уровня (datasheet допускает работу при максимальных уровнях до 4Vp-p или 1,4Vэфф). В противном случае ФНЧ на данном чипе будет шуметь, поэтому самое правильное место для него – перед оконечным УМЗЧ с чувствительностью около 1 вольта.
Теперь, что касается частотных характеристик фильтра:

1. Если используется внешний генератор, подключаемый к выводу CLK, то частота среза фильтра определяется по формуле: f_cреза = f_clk / 100, где f_clk – это частота генератора.

2. Если использовать встроенный генератор, то между выводом CLK и землёй надо подключить конденсатор C, ёмкость которого можно определить (по заданной f_clk) по формуле: С (пф) = 38000 / f_clk (кГц) .

Приведём пару схем фильтров на MAX7400 из радиолюбительской практики:

Рис.2 MAX7400 в качестве ФНЧ и режекторного фильтра

На Рис.2 приведена схема под авторством Василия UX2IX, опубликованная на странице http://www.cqham.ru/max7400.htm Необычность схемы состоит в том, что MAX7400 используется не только в качестве ФНЧ, но и в качестве режекторного фильтра с глубиной режекции 35db.
Положение переключателя вверх – узкополосный режекторный фильтр, вниз – ФНЧ.
Если режектор не нужен, то С3 убирается, а 6 вывод замыкается на вывод 1.
С помощью переменного резистора R2 частота среза (режекции) должна изменяться с 800 Гц до 3 кГц. Номинал резистора R3 подбирается исходя из попадания в эту полосу.

Автор рекомендует подавать на вход микросхемы НЧ сигнал НЕ БОЛЕЕ 120-150mv, а связано это с тем, что входной сигнал поступает не только на штатный 2 вывод, но и на вывод OS, по поводу которого в документации сказано: Input Voltage Range не должен превышать ±0.1 V.


Рис.3 Схема перестраиваемого ФНЧ трансивера Пилигрим-SMD

На Рис.3 приведён перестраиваемый ФНЧ по схеме аналогичного узла трансивера Пилигрим-SMD. Схема проверена временем и отличается от стандартной тем, что не содержит варикапов. Полоса пропускания фильтра – 0,7...2,9 кГц.

Вот, что пишет уважаемый автор конструкции "Пилигрим" Олег Шипилов по поводу работы MAX7400:
При подаче на вход сигнала уровнем 0,707В (1В амплитудное значение, размах 2В), Кг составил 0,02%. Заметил интересный эффект – при дальнейшем увеличении уровня сигнала растут собственные шумы МАХ7400.
Также обратил внимание на влияние напряжения питания на шумы. Так, при увеличении питания с 5 до 5,8 вольт, собственные шумы МАХ7400 возрастают почти на 6дБ. Поэтому не стоит превышать 5В, положенные по даташиту, в надежде увеличить ДД за счёт повышения размаха выходного напряжения.