電路精選丨實用的「三低」正弦波電路這樣設計，so easy

我們並不指望採用一個 5V 低功率運放來產生一個具 –100dBc 失真的正弦波。雖然如此，採用 LTC6258 的帶通濾波器仍然能夠與一個易用型低功率振蕩器相組合，以在低成本、低電壓和極低功耗的情況下產生實用正弦波。

LTC6258 為何如此「神奇」呢？

有源濾波器

圖 1 所示的帶通濾波器是 AC 耦合至一個輸入。因此，LTC6258 輸入並沒有給前一個電路級施加負擔來生成一個特定的絕對共模電壓。一個由 RA1 和 RA2 構成的簡單電阻分壓器負責為 LTC6258 帶通濾波器提供偏置。把運放輸入規定在一個固定的電壓有助於減小可能由於共模的移動而出現的失真。

該濾波器的中心頻率為 10kHz。確切的電阻和電容值可以向上或向下微調，這取決於最重要的是實現最低的電阻雜訊還是最小的總電源電流。該實施方案通過減小反饋環路中的電流以為低功耗實現優化。電容器 C2 和 C3 最初為 4.7nF 或更高，並採用較低的電阻器阻值。最後，為實現較低的功耗採用了 1nF 電容器和較高阻值的電阻器。

除了功耗之外，反饋阻抗第二個同樣重要的方面是運放軌至軌輸出級的負載。較重的負載 (例如：介於 1K 和 10K之間的阻抗) 顯著地降低開環增益，這反過來又影響著帶通濾波器的準確度。產品手冊建議把 AVOL 降低 5 倍 (阻抗從 100kΩ 至 10kΩ)。採用較低的 C2 和 C3 可能是可行的，但是這樣 R6 會變得更大，從而在輸出端上引起更大的雜訊。

該帶通濾波器的目標 Q 值是適中的，大約為 3。一個適中的 Q 值 (而不是高 Q 值) 允許使用準確度為 5% 的電容器。較高的 Q 值將要求使用更準確的電容器，而且非常有可能需要高於採用反饋阻抗負載可提供的開環增益 (在 10kHz)。當然，與較高的 Q 值相比，適中的 Q 值所產生的諧波衰減幅度會較小。

通過把一個方波驅動至帶通濾波器中可獲得一個低功率正弦波發生器。在圖 3 示出了一個完整的電路原理圖。LTC6906 微功率電阻器設定的振蕩器可容易地配置為一個 10kHz 方波，並能驅動帶通濾波器輸入電阻器中相對溫和的負載。LTC6906 在 10kHz 時的電源電流為 32.4μA。

圖 4 示出了 LTC6906 輸出和帶通濾波器輸出。正弦波的 HD2 為 –46.1dBc，HD3 為 –32.6dBc。輸出為1.34VP-P 至 1.44VP-P，具有由於有限的運放開環增益 (在 10kHz) 引起輕微變化的精確電平。當採用一個 3V 電源軌時，總的電流消耗低於 55μA。

其他增強功能

圖 5 示出了可任選的增強功能。一個低功率基準利用了 LTC6906 和 LTC6258 的能力以在非常低的電源工作。該基準從一個電池輸入提供 2.5V。固定的 2.5V 電源可在輸入電壓變化的情況下穩定輸出電壓擺幅。此外，更低的濾波器電容值和較高的電阻進一步減小了 LTC6258 的負載，從而可降低功耗並改善濾波器的準確度。

LTC6258 / LTC6259 / LTC6260 系列 (單、雙、四路) 可在 20μA 的低電源電流下提供 1.3MHz 增益帶寬，並具有 400μV 的最大失調電壓以及軌至軌輸入和輸出。結合 1.8V 至 5.25V 電源，這些運放可實現要求在低功率和低電壓條件下以低成本提供卓越性能的應用。

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