AD7341/AD7371：高速語音帶調(diào)制解調(diào)器的理想濾波器解決方案

在高速語音帶調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)中，濾波器的性能起著至關(guān)重要的作用。今天，我們將深入探討Analog Devices公司的AD7341和AD7371濾波器，它們?yōu)檎{(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)提供了出色的解決方案。

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產(chǎn)品概述

AD7341和AD7371是專為高速語音帶調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)的重建和抗混疊濾波器，適用于速度高達(dá)14.4 kbits/sec的調(diào)制解調(diào)器，符合CCITT V.32和V.33建議。這兩款濾波器與AD7840 DAC、AD7871 ADC和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）配合使用，可實(shí)現(xiàn)完整的調(diào)制解調(diào)器功能。

AD7341：發(fā)射（重建）濾波器

AD7341是發(fā)射或重建濾波器，采用七階低通開關(guān)電容濾波器和二階低通連續(xù)時(shí)間濾波器實(shí)現(xiàn)濾波功能，截止頻率為3.5kHz。它具有可編程衰減功能，衰減范圍為0dB至 -38dB，能根據(jù)不同的線路規(guī)格調(diào)整輸出信號(hào)。

AD7371：接收濾波器

AD7371是接收濾波器，是一個(gè)高階帶通濾波器，下截止頻率為180Hz，上截止頻率為3.5kHz。它采用二階低通連續(xù)時(shí)間濾波器、四階高通開關(guān)電容濾波器和七階低通開關(guān)電容濾波器實(shí)現(xiàn)濾波功能。該濾波器具有可編程增益功能，增益范圍為0dB至24dB，可對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大。

關(guān)鍵特性

濾波性能

• 高阻帶衰減：AD7371具有70dB的阻帶衰減，能有效抑制帶外信號(hào)。
• 高信噪比：兩款濾波器的帶內(nèi)信噪比均達(dá)到75dB，保證了信號(hào)的質(zhì)量。
• 低總諧波失真：總諧波失真優(yōu)于 -75dB，減少了信號(hào)的失真。

可編程特性

• AD7341的可編程衰減：通過數(shù)字輸入DB7 - DB2可設(shè)置輸出衰減，衰減范圍為0dB至 -38dB。
• AD7371的可編程增益：通過數(shù)字輸入DB7 - DB0可設(shè)置輸入增益，增益范圍為0dB至24dB。

其他特性

• 小封裝：采用0.3英寸的24引腳塑料封裝和28引腳PLCC封裝，節(jié)省空間。
• 兼容性：與CCITT V.32和V.33標(biāo)準(zhǔn)兼容。

技術(shù)參數(shù)

電氣參數(shù)

兩款濾波器的電源電壓為VDD = VCC = 5V ± 5%，Vss = -5V ± 5%，AGND = DGND = 0V。CLKIN頻率為288kHz，M/S比率為40/60至60/40，工作溫度范圍為0°C至 +70°C（J版本）。

輸入輸出特性

• 輸入特性：輸入信號(hào)范圍為±3V，輸入阻抗為10kΩ（典型值）。
• 輸出特性：輸出電壓偏移為±3V，電壓衰減范圍為0至 -38dB，相對(duì)精度為±0.1dB。

邏輯輸入輸出

• 邏輯輸入：包括WR、DB2 - DB7、DPO、DP1、DS0 - DS2、SYNCIN、CLKIN等，輸入高電壓VINH為2.0V，輸入低電壓VINL為0.8V。
• 邏輯輸出：SYNCOUT的分頻范圍為1至8，輸出高電壓VOH為2.4V，輸出低電壓VOL為0.4V。

電路設(shè)計(jì)

AD7341濾波器電路

AD7341的發(fā)射通道信號(hào)從TXIN輸入，先轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，然后進(jìn)入七階低通開關(guān)電容濾波器，該濾波器截止頻率為3.5kHz，在6.1kHz以上的頻率具有大于70dB的阻帶衰減。開關(guān)電容濾波器之后是二階低通連續(xù)時(shí)間濾波器，用于去除由于時(shí)鐘引起的混疊分量。最后，差分信號(hào)重新組合為單端信號(hào)，并經(jīng)過可編程衰減階段。

AD7371濾波器電路

AD7371的輸入信號(hào)從RXIN輸入，先經(jīng)過可編程增益階段，增益范圍為0dB至24dB。然后信號(hào)轉(zhuǎn)換為全差分信號(hào)，依次經(jīng)過二階連續(xù)時(shí)間濾波器、四階高通開關(guān)電容濾波器和七階低通開關(guān)電容濾波器。最后，差分信號(hào)重新組合后輸出到RXOUT。

時(shí)鐘和系統(tǒng)同步

AD7341和AD7371的時(shí)鐘生成電路相同，為了實(shí)現(xiàn)指定的濾波器響應(yīng)，開關(guān)電容時(shí)鐘必須為57.6kHz，因此CLKIN必須為288kHz（57.6kHz x 5）。輸入可編程分頻器允許用戶選擇四種CLKIN頻率（288kHz、576kHz、864kHz或1152kHz），并通過編程確保CLKX為288kHz。輸出可編程分頻器允許將SCF時(shí)鐘分頻1至8，分頻比由輸入DS0 - DS2確定。SYNCOUT輸出用于驅(qū)動(dòng)ADC的CONVST輸入或DAC的LDAC輸入，通過SYNCIN輸入可實(shí)現(xiàn)周期滑移，調(diào)整采樣時(shí)間點(diǎn)。

應(yīng)用領(lǐng)域

AD7341和AD7371的主要應(yīng)用領(lǐng)域是回聲消除調(diào)制解調(diào)器的模擬前端。它們與高分辨率的DAC和ADC結(jié)合使用，提供了模擬和數(shù)字域之間的接口。AD7371出色的噪聲性能和AD7871（14位ADC）的高分辨率使得調(diào)制解調(diào)器的回聲消除環(huán)路可以完全在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)，克服了低分辨率系統(tǒng)在模擬回聲消除環(huán)路中需要進(jìn)行數(shù)字近似和模擬重建的缺點(diǎn)。

總結(jié)

AD7341和AD7371濾波器為高速語音帶調(diào)制解調(diào)器提供了高性能、可編程的濾波解決方案。它們的出色濾波性能、可編程特性和小封裝設(shè)計(jì)使其成為調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師可以根據(jù)具體需求靈活配置濾波器的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。你在使用類似濾波器的過程中遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。