厂商名称:Maxim Integrated



双开关电容滤波器, 巴特沃思/贝塞尔/椭圆, 通用, PDSO16


MAX7490EEE功能数量 2
MAX7490EEE端子数量 16
MAX7490EEE最大工作温度 85 Cel
MAX7490EEE最小工作温度 -40 Cel
MAX7490EEE最大供电/工作电压 5.5 V
MAX7490EEE最小供电/工作电压 4.5 V
MAX7490EEE额定供电电压 5 V
MAX7490EEE最大截止频率 40 kHz
MAX7490EEE最小截止频率 1 Hz
MAX7490EEE加工封装描述 0.150 INCH, 0.025 INCH PITCH, QSOP-16
MAX7490EEE表面贴装 Yes
MAX7490EEE端子间距 0.6350 mm
MAX7490EEE极点与零点 2 AND 0



19-1768; Rev 0; 7/00

         Dual Universal Switched-Capacitor Filters

                        General Description                                                                Features        MAX7490/MAX7491

The MAX7490/MAX7491 consist of two identical low-                o Dual 2nd-Order Filter in a 16-Pin QSOP Package
power, low-voltage, wide dynamic range, Rail-to-Rail,           o High Accuracy
2nd-order switched-capacitor building blocks. Each of
the two filter sections, together with two to four external            Q Accuracy: 0.2%
resistors, can generate all standard 2nd-order func-                   Clock-to-Center Frequency Error: 0.2%
tions: bandpass, lowpass, highpass, and notch (band              o Rail-to-Rail Input and Output Operation
reject). Three of these functions are simultaneously             o Single-Supply Operation: +5V (MAX7490)
available. Fourth-order filters can be obtained by cas-             or +3V (MAX7491)
cading the two 2nd-order filter sections. Similarly, high-       o Internal or External Clock
er order filters can easily be created by cascading              o Highpass, Lowpass, Bandpass, and Notch Filters
multiple MAX7490/MAX7491s.                                       o Clock-to-Center Frequency Ratio of 100:1
                                                                 o Internal Sampling-to-Center Frequency Ratio
Two clocking options are available: self-clocking                   of 200:1
(through the use of an external capacitor) or external           o Center Frequency up to 40kHz
clocking for tighter cutoff frequency control. The clock-        o Easily Cascaded for Multipole Filters
to-center frequency ratio is 100:1. Sampling is done at          o Low-Power Shutdown: <1A Supply Current
twice the clock frequency, further separating the cutoff
frequency and Nyquist frequency.                                                             Ordering Information

The MAX7490/MAX7491 have an internal rail splitter                                                    PIN-       SUPPLY
that establishes a precise common voltage needed for
single-supply operation. The MAX7490 operates from a                  PART   TEMP. RANGE              PACKAGE    VOLTAGE
single +5V supply and the MAX7491 operates from a                                                                    (+V)
single +3V supply. Both devices feature a low-power              MAX7490CEE     0C to +70C
shutdown mode and come in a 16-pin QSOP package.                 MAX7490EEE  -40C to +85C           16 QSOP    5
________________________Applications                             MAX7491EEE     0C to +70C          16 QSOP    5
                                                                             -40C to +85C
         Tunable Active Filters                                                                       16 QSOP    3

         Multipole Filters                                                                            16 QSOP    3

         ADC Anti-Aliasing                                                                   Pin Configuration

         Post-DAC Filtering

         Adaptive Filtering

         Phase-Locked Loops (PLLs)

         Set-Top Boxes

Typical Application Circuit appears at end of data sheet.        TOP VIEW                    MAX7490  16 LPB
Rail-to-Rail is a registered trademark of Nippon Motorola, Ltd.                              MAX7491  15 BPB
                                                                                     LPA 1            14 NB/HPB
                                                                                     BPA 2     QSOP   13 INVB
                                                                                 NA/HPA 3             12 SB
                                                                                    INVA 4            11 COM
                                                                                       SA 5           10 EXTCLK
                                                                                   SHDN 6             9 CLK
                                                                                     GND 7
                                                                                     VDD 8

                           ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1

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For small orders, phone 1-800-835-8769.
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491  ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS                                                               Operating Temperature Range
                                                                                                            MAX749_CEE ....................................................0C to +70C
                 VDD to GND ..............................................................-0.3V to +6V      MAX749_EEE ..................................................-40C to +85C
                 EXTCLK, SHDN to GND ...........................................-0.3V to +6V
                 INV_, LP_, BP_, N_/HP_, S_, COM,                                                       Die Temperature ..............................................................+150C
                                                                                                        Storage Temperature.........................................-65C to +150C
                    CLK to GND............................................-0.3V to (VDD + 0.3V)         Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300C
                 Maximum Current into Any Pin ...........................................50mA
                 Continuous Power Dissipation (TA = +70C)

                    16-Pin QSOP (derate 8.30mW/C above +70C).........667mW

                 Stresses beyond those listed under "Absolute Maximum Ratings" may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
                 operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
                 absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.


                 (VDD = EXTCLK = +5V, fCLK = 625kHz, TA = TMIN to TMAX, 10k || 50pF load to VDD/2 at LP_, BP_, and N_/HP_, SHDN = VDD, 0.1F
                 from COM to GND, 50% duty-cycle clock input, COM = VDD/2. Typical values are at TA = +25C, unless otherwise noted.) (Note 1)

                             PARAMETER          SYMBOL                                                  CONDITIONS  MIN TYP MAX UNITS
                                                fO       Mode 1                                                                0.001 to         kHz
                 Center Frequency Range

                 Clock-to-Center Frequency      fCLK/fO  Mode 1, R1 = R3 = 50k , R2 = 10k,                                     0.2 0.7        %
                 Accuracy                                Q = 5, deviation from 100:1

                 Q Accuracy                     VOS1     Mode 1, R1 = R3 = 50k, R2 = 10k, Q = 5                     VDD/2       0.2       2      %
                 fO Temperature Coefficient     VOS2                                                                 - 0.5       1             ppm/C
                 Q Temperature Coefficient      VOS3     Mode 1, R1 = R2 = 10k                                                   5       0.5  ppm/C
                 DC Lowpass Gain Accuracy                DC offset of input inverter                                VDD/2       0.1     12.5
                                                VCOM     DC offset of 1st integrator                                 - 0.2       3       15      %
                 DC Offset Voltage (Figure 8)            DC offset of 2nd integrator                                             4       30
                                                         fIN = 10kHz                                                             4                mV
                 Crosstalk (Note 2)                      Input: COM externally driven                                           -60      VDD/2
                                                                                                                                         + 0.5     dB
                 COM Voltage Range                       Output: COM internally driven                                         VDD/2     VDD/2
                                                                                                                                         + 0.2      V

                 Input Resistance at COM        RCOM                                                                140        250       325    k
                 Clock Feedthrough
                                                         Up to 5th harmonic of fCLK                                            200              VRMS
                 Noise (Note 3)                          Mode 1, R1 = R2 = R3 =10k, LP output,
                                                         Q=1                                                                   60               VRMS
                 Output Voltage Swing
                 Input Leakage Current at COM                                                                       0.2                  VDD - 0.2 V
                 Maximum Clock Frequency                 SHDN = GND, VCOM = 0 to VDD                                           0.1      10    A
                 Internal Oscillator Frequency
                 (Note 4)                       fCLK                                                                           4                MHz
                 Clock Input High               fOSC
                                                         EXTCLK = GND, COSC = 1000pF                                95         135       175    kHz
                                                         EXTCLK = GND, COSC = 100pF
                                                                                                                               1.35             MHz

                                                                                                                    VDD - 0.5                   V

                 2 _______________________________________________________________________________________
Dual Universal Switched-Capacitor Filters

ELECTRICAL CHARACTERISTICS--MAX7490 (continued)                                                                                MAX7490/MAX7491

(VDD = EXTCLK = +5V, fCLK = 625kHz, TA = TMIN to TMAX, 10k || 50pF load to VDD/2 at LP_, BP_, and N_/HP_, SHDN = VDD, 0.1F
from COM to GND, 50% duty-cycle clock input, COM = VDD/2. Typical values are at TA = +25C, unless otherwise noted.) (Note 1)

PARAMETER                     SYMBOL              CONDITIONS                    MIN TYP MAX UNITS

Clock Input Low                                                                                    0.5  V

Clock Duty Cycle                                                                           50 5       %

Input High                    VIH                                               VDD - 0.5               V
Input Low                     VIL
Input Leakage Current                                                                              0.5  V
POWER REQUIREMENTS                        VINPUT = 0 to VDD
                                                                                           0.4    10  A

Supply Voltage                VDD                                               4.5                5.5  V

Power-Supply Current          IDD     No external load, mode 1, R1 = R3 = 50k,             3.5     4.0  mA
                                      R2 = 10k, Q = 5

Shutdown Current              ISHDN   SHDN = GND                                                   1    A


Output Short-Circuit Current                                                               18          mA

DC Open-Loop Gain                     RL  10k, CL  50pF                                    130          dB
Gain Bandwidth Product                RL  10k, CL  50pF
Slew Rate                     GBW     RL  10k, CL  50pF                                    7            MHz
                                                                                           6.4          V/s

                  _______________________________________________________________________________________ 3
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters


                 (VDD = EXTCLK = +3V, fCLK = 625kHz, TA = TMIN to TMAX, 10k || 50pF load to VDD/2 at LP_, BP_, and N_/HP_, SHDN = VDD, 0.1F
                 from COM to GND, 50% duty-cycle clock input, COM = VDD/2. Typical values are at TA = +25C, unless otherwise noted.) (Note 1)

                             PARAMETER          SYMBOL           CONDITIONS                 MIN TYP MAX UNITS

                 Center Frequency Range         fO       Mode 1                                        0.001 to         kHz

                 Clock-to-Center Frequency      fCLK/fO  Mode 1, R1 = R3 = 50k , R2 = 10k,             0.2 0.7        %
                 Accuracy                                Q = 5, deviation from 100:1

                 Q Accuracy                              Mode 1, R1 = R3 = 50k, R2 = 10k,              0.2      2     %
                 fO Temperature Coefficient
                 Q Temperature Coefficient      VOS1     Mode 1, R1 = R2 = 10k              VDD/2        1       0.5  ppm/C
                 DC Lowpass Gain Accuracy       VOS2     DC offset of input inverter         - 0.1       5      12.5  ppm/C
                                                VOS3     DC offset of 1st integrator                    0.1      15
                 DC Offset Voltage                       DC offset of 2nd integrator        VDD/2        3       25      %
                 (Figure 8)                     VCOM     fIN = 10kHz                         - 0.1       4
                                                         Input: COM externally driven                    4      VDD/2     mV
                 Crosstalk (Note 2)             RCOM                                          60        -60      + 0.1
                                                         Output: COM internally driven                           VDD/2     dB
                 COM Voltage Range                                                                     VDD/2     + 0.1
                                                         Up to 5th harmonic of fCLK                               120       V
                 Input Resistance at COM                 Mode 1, R1= R2 = R3 = 10k,                    VDD/2
                 Clock Feedthrough                       LP output, Q = 1                                                  k
                                                                                                         80             VRMS
                 Noise (Note 3)                                                                         200

                 Output Voltage Swing                                                                  60               VRMS
                 Input Leakage Current at COM
                 CLOCK                                                                      0.2                  VDD - 0.2 V
                 Maximum Clock Frequency
                 Internal Oscillator Frequency           SHDN = GND, VCOM = 0 to VDD                   0.1      10    A
                 (Note 4)
                 Clock Input High               fCLK                                                   4                MHz
                 Clock Input Low                fOSC
                 Clock Duty Cycle                        EXTCLK = GND, COSC = 1000pF        95         135       175    kHz
                 SHDN AND EXTCLK                         EXTCLK = GND, COSC = 100pF
                 Input High                                                                            1.35             MHz
                 Input Low
                 Input Leakage Current                                                      VDD - 0.5                   V

                                                                                                                 0.5    V

                                                                                                       50 5            %

                                                VIH                                         VDD - 0.5                   V
                                                                                                                 0.5    V
                                                            VINPUT = 0 to VDD
                                                                                                       0.4      10    A

                 4 _______________________________________________________________________________________
                    Dual Universal Switched-Capacitor Filters

ELECTRICAL CHARACTERISTICS--MAX7491 (continued)                                                                                                                                                       MAX7490/MAX7491

(VDD = EXTCLK = +3V, fCLK = 625kHz, TA = TMIN to TMAX, 10k || 50pF load to VDD/2 at LP_, BP_, and N_/HP_, SHDN = VDD, 0.1F
from COM to GND, 50% duty-cycle clock input, COM = VDD/2. Typical values are at TA = +25C, unless otherwise noted.) (Note 1)

                    PARAMETER        SYMBOL                                                 CONDITIONS                                                MIN TYP MAX UNITS


Supply Voltage                                 VDD                                                                                                    2.7                 3.6         V

Power-Supply Current                           IDD                    No load, mode 1, R1 = R3 = 50k,                                                      3.5            4.0         mA
                                                                      R2 = 10k, Q = 5

Shutdown Current                               ISHDN SHDN = GND                                                                                                           1           A


Output Short-Circuit Current                                                                                                                               11                        mA

DC Open-Loop Gain                                                     RL  10k, CL  50pF                                                                    130                        dB
Gain Bandwidth Product                                                RL  10k, CL  50pF
Slew Rate                                      GBW                    RL  10k, CL  50pF                                                                    7                          MHz
                                                                                                                                                           6                          V/s

Note 1: Resistive loading of the N_/HP_, LP_, BP_ outputs includes the resistors used for the filter implementation.

Note 2: Crosstalk between internal filter sections is measured by applying a 1VRMS 10kHz signal to one bandpass filter section input
           and grounding the input of the other bandpass filter section. The crosstalk is the ratio between the output of the grounded

           filter section and the 1VRMS input signal of the other section.
Note 3: Bandwidth of noise measurement is 80kHz.
Note 4: fOSC (kHz) = 135 x 103 / COSC (COSC in pF)

                                                               Typical Operating Characteristics

(VDD = +5V for MAX7490, VDD = +3V for MAX7491, fCLK = 625kHz, SHDN = EXTCLK = VDD, COM = VDD/2, Mode 1, R3 = R1 = 50k,
R2 = 10k, Q = 5, TA = +25C, unless otherwise noted.)

                    2ND-ORDER BANDPASS FILTER  MAX7490-01                       2ND-ORDER BANDPASS FILTER    MAX7490-02                                   fCLK/fO DEVIATION vs. fCLK      MAX7490-03
                         FREQUENCY RESPONSE                                             PHASE RESPONSE
           10                                                         300

             0                                                        250                                                                       -0.1
           -20                                                                                                           fCLK/fO DEVIATION (%)  -0.2          VDD = 5V
           -30                                                                                                                                                      VDD = 3V
           -40                                                        200                                                                       -0.3
GAIN (dB)  -60                                             PHASE (%)  150                                                                       -0.4

                 1                                                    100                                                                       -0.5


                                                                      50 VDD = +5V                                                              -0.7
                                                                             fCLK = 625kHz
                                                                             Q=5                                                                -0.8


                          10                   100                         1                10               100                                      100       1000                  10,000
                    FREQUENCY (kHz)                                                                                                                           fCLK (kHz)
                                                                                            FREQUENCY (kHz)

                    _______________________________________________________________________________________ 5
Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491                                                                Typical Operating Characteristics (continued)
               fCLK/fO DEVIATION (%)
                                    (VDD = +5V for MAX7490, VDD = +3V for MAX7491, fCLK = 625kHz, SHDN = EXTCLK = VDD, COM = VDD/2, Mode 1, R3 = R1 = 50k,
                                    R2 = 10k, Q = 5, TA = +25C, unless otherwise noted.)

                                                      0.2     fCLK/fO DEVIATION vs. Q             MAX7490-04                         fCLK/fO DEVIATION vs. TEMPERATURE              MAX7490-05                     1        Q DEVIATION vs. fCLK            MAX7490-06
                                                      0.1                                                                                                                                                          0
                                                                                        VDD = 5V         fCLK/fO DEVIATION (%)  0.7                                                                               -1        VDD = 5V
                                                        0                                                                                                                                                         -2
                                                     -0.1                      VDD = 3V                                         0.6                                                                               -3                VDD = 3V
                                                     -0.2                                                                                                                                                         -4
                                                     -0.3                                                                       0.5                                                                               -5
                                                     -0.4                                                                       0.4                                                                               -6
                                                     -0.5                                                                       0.3
                                                     -0.6                                                                                                                                                            100
                                                                                                                                0.2                                                             Q DEVIATION (%)
                                                           0                                                                    0.1






                                                              20    40     60         80 100                                          -40 -15  10                  35     60        85                                             1000                     10,000
                                                                                                                                                                                                                                 fCLK (kHz)
                                                                        Q                                                                      TEMPERATURE (C)

                                                              Q DEVIATION vs. TEMPERATURE                                                      NOISE vs. Q                                                             SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE

                                                     2.0                                          MAX7490-07                    500                                                 MAX7490-08                    3.7                                       MAX7490-09
                                                     1.5                                                                        400                                                                               3.6
                                                     1.0                                                                        300                                                                               3.5            VDD = 3V
                                    Q DEVIATION (%)  0.5                                                      NOISE (VRMS)     200
                                                                                                                                100                                                             IDD (mA)          3.4
                                                        0                                                                                                                                                         3.3                      VDD = 5V
                                                     -0.5                                                                         0
                                                     -1.0                                                                                                                                                         3.2

                                                     -1.5                                                                                                                                                         3.1

                                                     -2.0                                                                                                                                                         3.0

                                                           -40 -15  10     35         60          85                                     20    40                  60     80 100                                        -40 -15  10        35           60  85

                                                                    TEMPERATURE (C)                                                               Q                                                                             TEMPERATURE (C)

                                                         SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE        MAX7490-10                         SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE              MAX7490-11                                           MAX7491            MAX7490-12
                                                                                                                                                                                                                             THD + NOISE vs. FREQUENCY
                                                     4.0                                                                        3.41
                                                     3.9                                                                        3.40                                                                                     A = MODE 1

                                                                                                                                                                                                                  -30 B = MODE 3

                                                     3.8                                                                        3.39                                                                              -40
                                                     3.7                fCLK = 3MHz                                                                                                                               -50
                                                                                                                                                                                                THD + NOISE (dB)
                                    IDD (mA)         3.6                                                      IDD (mA)          3.37                                                                              -60
                                                     3.5                       fCLK = 625kHz                                                                                                                      -70                                B
                                                                                                                                3.36                                                                                                                 A

                                                     3.4                                                                                                           -40C                                          -80

                                                     3.3                                                                        3.35                                                                              -90

                                                     3.2                   fCLK = 2kHz                                          3.34                                                                              -100

                                                     3.1                                                                        3.33                                                                              -110

                                                     3.0                                                                        3.32                                                                              -120                                                 10k
                                                         3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5                                                     3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5                                                            1k       INPUT FREQUENCY (Hz)

                                                                                  VDD (V)                                                                     VDD (V)

6 _______________________________________________________________________________________
                                Dual Universal Switched-Capacitor Filters

                                           Typical Operating Characteristics (continued)                                                                                                                                                                                                                                         MAX7490/MAX7491

(VDD = +5V for MAX7490, VDD = +3V for MAX7491, fCLK = 625kHz, SHDN = EXTCLK = VDD, COM = VDD/2, Mode 1, R3 = R1 = 50k,
R2 = 10k, Q = 5, TA = +25C, unless otherwise noted.)

                                            MAX7490                                                                                            MAX7491                                                                                                                                MAX7490
                                THD + NOISE vs. FREQUENCY
                                                                                                                                     THD + NOISE vs. INPUT VOLTAGE                                                                                              THD + NOISE vs. INPUT VOLTAGE
                            A = MODE 1                                          MAX7490-13                                  -10                                                                             MAX7490-14                                  -10                                                          MAX7490-15
                                                                                                                                                                          A = MODE 1                                                                                                                  A = MODE 1
                     -30 B = MODE 3
                                                                                                                            -20                                                                 B = MODE 3                                              -20                                         B = MODE 3
                                                                                                                            -30                                                                                                                         -30
THD + NOISE (dB)                                                                            THD + NOISE (dB)                -40                                                                                         THD + NOISE (dB)                -40
                                                  B                                                                         -50                                                                                                                         -50


                   -80                  A                                                                                   -60                                                                                                                         -60
                  -100                                                10k                                                   -70                    B                                                                                                    -70                                      B
                  -110          INPUT FREQUENCY (Hz)                                                                                             A
                  -120                                                                                                      -80                                                                                                                         -80
                                                                                                                                     0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0                                                                                                                               A
                        1k                                                                                                  -90             INPUT VOLTAGE (Vp-p)
                                                                                                                                 0                                                                                                                      -90

                                                                                                                                                                                                                                                             0      1                 2       3     4             5

                                                                                                                                                                                                                                                                          INPUT VOLTAGE (Vp-p)

                            OUTPUT VOLTAGE SWING vs. RLOAD                      MAX7490-16                                             INTERNAL OSCILLATOR PERIOD                                           MAX7490-17                                            INTERNAL OSCILLATOR PERIOD                      MAX7490-18
                                                                                                                                          vs. SMALL CAPACITANCE                                                                                                      vs. LARGE CAPACITANCE
                     5.0                                                               INTERNAL OSCILLATOR FREQUENCY (kHz)                                                                                         INTERNAL OSCILLATOR FREQUENCY (kHz)
                                                                                                                            2500                                                                                                                        160

                     4.5                                                                                                                                                                                                                                140
                     3.5        VDD = 5V                                                                                    2000                                                                                                                        120
                     3.0        VDD = 3V
OUTPUT SWING (Vp-p)  2.5                                                                                                    1500                                                                                                                        100
                                                                                                                            1000                                                                                                                        80
                          0                                                                                                                     VDD = 3V                                                                                                                    VDD = 3V


                                                                                                                            500                                                                                                                         40      VDD = 5V

                                                                                                                                     VDD = 5V                                                                                                           20

                                                                                                                            0                                                                                                                           0
                             4  8                                       12  16  20                                                0  200 400 600 800 1000
                                                                                                                                                                                                                                                                            CAPACITANCE (nF)
                                RLOAD (k) TO COM                                                                                               CAPACITANCE (pF)

                                   INTERNAL OSCILLATOR FREQUENCY (kHz)         INTERNAL OSCILLATOR FREQUENCY                                   MAX7490-19                                         INTERNAL OSCILLATOR FREQUENCY                                           MAX7490-20
                                                                                       vs. SUPPLY VOLTAGE
                                                                                                                                                      INTERNAL OSCILLATOR FREQUENCY (kHz)                   vs. TEMPERATURE
                                                                               COSC = 1000pF                                                                                               144
                                                                                                                                                                                           142 COSC = 1000pF
                                                                                                                                                                                           138                          VDD = 3V
                                                                                                                                                                                           130                          VDD = 5V
                                                                            3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5                                                                                        128
                                                                                                     VDD (V)


                                                                                                                                                                                                -40 -15 10                                              35      60        85

                                                                                                                                                                                                            TEMPERATURE (C)

                                _______________________________________________________________________________________ 7
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491                    NAME                                                         Pin Description

                    PIN  FILTER A        FILTER B                                               FUNCTION
                   BP_   1               16        2nd-Order Lowpass Filter Output
                   INV_  2               15        2nd-Order Bandpass Filter Output
                  SHDN   3               14        2nd-Order Notch/Highpass Filter Output
                   VDD   4               13        Inverting Input of Filter Summing Op Amp

                   CLK   5               12        Summing Input. The connection of the summing input, along with the other
                                                   resistor connections, determine the circuit topology (mode) of each 2nd-
                 EXTCLK            6               order section. S_ must never be left floating.
                                   7               Shutdown Input. Drive SHDN low to enable shutdown mode; drive high or
                   COM             8               connect to VDD for normal operation.
                                                   Ground Pin
                                   10              Positive Supply. VDD should be bypassed with a 0.1F capacitor to GND. A
                                   11              low-noise supply is recommended. Input +5V for MAX7490 or +3V for

                                                   Clock Input. Connect to an external capacitor (COSC) between CLK and
                                                   ground to set the internal oscillator frequency. For external clock operation,
                                                   drive with a CMOS-level clock. The duty cycle of the external clock should be
                                                   between 45% and 55% for best performance.
                                                   External/Internal Clock Select Input. Connect EXTCLK to VDD when driving
                                                   CLK externally. Connect to GND when using the internal oscillator.

                                                   Common Pin. Biased internally at VDD/2. Bypass externally to GND with
                                                   0.1F capacitor. To override the internal biasing, drive with an external low-
                                                   impedance source.

                 _______________Detailed Description                                   the external clock adjusts the center frequency of the
                 The MAX7490/MAX7491 are universal switched-capaci-
                 tor filters designed with a fixed internal fCLK/fO ratio of                                       fO = fCLK /100
                 100:1. Operating modes use external resistors connect-
                 ed in different arrangements to realize different filter                                                                     Internal Clock
                 functions (highpass, lowpass, bandpass, notch) in all of              When using the internal oscillator, drive the EXTCLK pin
                 the classical filter topologies (Butterworth, Bessel, ellip-          low or connect to GND and connect a capacitor (COSC)
                 tic, Chebyshev). Figure 1 shows a block diagram.                      between CLK and GND. The value of the capacitor
                                                                                       (COSC) determines the oscillator frequency as follows:
                                                                   Clock Signal
                                                                                                    fOSC (kHz) = 135 x 103 / COSC (pF)
                                                                       External Clock
                 The MAX7490/MAX7491 switched-capacitor filters are                    Since COSC is in the low picofarads, minimize the stray
                 designed for use with external clocks that have a 50%                 capacitance at CLK so that it does not affect the inter-
                 5% duty cycle. When using an external clock, drive                   nal oscillator frequency. Varying the frequency of the
                 the EXTCLK pin high or connect to VDD. Drive CLK with                 internal oscillator adjusts the filter's center frequency by
                 CMOS logic levels (GND and VDD). Varying the rate of                  a 100:1 clock-to-center frequency ratio. For example,
                                                                                       an internal oscillator frequency of 135kHz produces a
                                                                                       nominal center frequency of 1.35kHz.

                 8 _______________________________________________________________________________________
Dual Universal Switched-Capacitor Filters

SHDN (6)                                                                                                                                          MAX7490/MAX7491

VDD (8)                                                        INVA (4)    NA/HPA (3)               BPA (2)     LPA (1)

                                                               COM (11)            

                                                                                        -           BPB (15)    LPB (16)

                                                            R  INVB (13)  NB/HPB (14) SA (5)                  

                                               GND (7)                            +
                                                 CLK (9)
                                           EXTCLK (10)
Figure 1. Block Diagram
                                                                                         SB (12)

                                  2nd-Order Filter Stage                  able to swing to within approximately 0.2V of either
The MAX7490/MAX7491 are dual biquad filters. The                          supply.
biquad topology allows the use of standard filter tables
and equations to implement simultaneous lowpass,                          Driving coaxial cable, large capacitive loads, or total
bandpass, and notch or highpass filters. Topologies                       resistive loads less than 10k will degrade the total
such as Butterworth, Chebyshev, Bessel, elliptic, as                      harmonic distortion (THD) performance. Note that the
well as custom algorithms are possible.                                   effective resistive load at the output must include both
                                                                          the feedback resistors and any external load resistors.
                            Internal Common Voltage
The COM pin sets the common-mode input voltage and                                                 Low-Power Shutdown Mode
is internally biased to VDD/2 with a resistor-divider. The                The MAX7490/MAX7491 have a shutdown mode that is
resistors used are typically 250k for the MAX7490,                        activated by driving SHDN low. In shutdown mode, the
and typically 80k for the MAX7491. The common-                            filter supply current reduces to <1A (max), and the fil-
mode voltage is easily overdriven by an external volt-                    ter outputs become high impedance. The COM input
age supply if desired. The COM pin should be                              also becomes high impedance during shutdown. For
bypassed to the analog ground with at least a 0.1F                       normal operation, drive SHDN high or connect to VDD.
                                                                           __________Applications Information
                                            Inverting Inputs
Locate resistors that are connected to INV_ as close as                   Designing with the MAX7490/MAX7491 begins by
possible to INV_ to reduce stray capacitance and noise                    selecting the mode that best fits the desired circuit
pickup. INV_ are inverting inputs to continuous-time op                   requirements. Table 1 lists the available modes and
amps, and behave like a virtual ground. There is no                       their relative advantages and disadvantages. Table 2
sampling energy present on these inputs.                                  lists the different nomenclature used in the explanations
                                                                          that follow.
Each switched-capacitor section, together with two to                                                                                     Mode 1
four external resistors, can generate all standard 2nd-                   Figure 2 shows the MAX7490/MAX7491s' configuration
order functions: bandpass, lowpass, highpass, and                         of Mode 1. This mode provides 2nd-order notch, low-
notch (band-reject) functions. Three of these functions                   pass, and bandpass filter functions. The gain at all
are simultaneously available. The maximum signal                          three outputs is inversely proportional to the value of
swing is limited by the power-supply voltages used.                       R1. The center frequency, fO, is fixed at fCLK/100. High-
The amplifiers' outputs in the MAX7490/MAX7491 are                        Q bandpass filters can be built without exceeding the
                                                                          bandpass amplifier's output swing (i.e., HOBP does not

_______________________________________________________________________________________ 9
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491  Table 1. Filter Operating Modes

                 MODE LP    HP  BP  N             LP-N* HP-N*                              COMMENTS

                 1                                          fCLK/fO ratio is the nominal value. Good for bandpass filters
                                                               with identical sections cascaded, higher order Butterworth filters,
                                                               high-Q bandpass, low-Q notches.

                 1B                                         Same as Mode 1 with fCLK/fO ratios greater than the nominal

                 2                                          Combination of Mode 1 and Mode 3; fCLK/fO ratios always
                                                               less than the nominal value. Less sensitivity to resistor tolerances
                                                               than Mode 3.

                                                               Extension of Mode 2 that allows higher frequencies. Highpass

                 2N                                           and lowpass outputs are summed with external op amp and

                                                               two resistors. Good for lowpass elliptic filters.

                 3                                          Adjustable fO above and below the nominal frequency.
                                                               Commonly used for multiple-pole Chebyshev filters, all-pole
                                                               higher order bandpass, lowpass, and highpass filters.

                                                               Extension of Mode 3 that needs an external op amp and

                 3A                                       two additional resistors. Commonly used for lowpass or higher

                                                               elliptic or Cauer filters.

                 * LP-N = lowpass notch, HP-N = highpass notch. Both require an external op amp. See Definition of Terms (Table 2).

                 Table 2. Definition of Terms

                 TERM                                                                          DEFINITION
                            The clock frequency applied to the switched-capacitor filter.
                    fO      The center frequency of the 2nd-order complex pole pair, fO, is determined by measuring the peak response
                 fNOTCH     frequency at the bandpass output.
                            The frequency of minimum amplitude response at the notch output.
                    Q       Quality factor, or Q, is the ratio of fO to the -3dB bandwidth of the 2nd-order bandpass filter. Q also determines
                            the amount of amplitude peaking at the lowpass and highpass outputs, but is not measured at these outputs.
                  HOBP      The gain in V/V of the bandpass output at f = fO.
                  HOLP      The gain in V/V of the lowpass output at f0Hz.
                  HOHP      The gain in V/V of the highpass output at ffCLK/2.
                  HON1      The notch output gain as f0Hz.
                  HON2      The notch output gain at f = fCLK/2.
                  LP-N      A notch output with HON1 > HON2.
                  HP-N      A notch output with HON1 < HON2.

                 10 ______________________________________________________________________________________
         Dual Universal Switched-Capacitor Filters

                CC                                                                              CC                                             MAX7490/MAX7491

         R3                                                                                 R6           R5

         R2                                                                     R3 COM

             N      S     BP    LP                                              R2

     R1                                                                                     N       S              BP    LP

VIN                  -                                                      R1

                +                                                      VIN                           -

                COM                                                                          COM

Figure 2. Mode 1, 2nd-Order Filter Providing Notch, Bandpass,          Figure 3. Mode 1B, 2nd-Order Filter Providing Notch, Bandpass,
and Lowpass Outputs                                                    and Lowpass Outputs

have to track Q). The notch and bandpass center fre-                   Mode 1B Design Equations
quencies are identical. The notch output gain is the
same above and below the notch center frequency.                                fO = fCLK          R6
Mode 1 can also be used to make high-order Butter-                                     100      R6 + R5
worth lowpass filters, low Q notches, and multiple-order
bandpass filters obtained by cascading identical                                fn = fO
switched-capacitor sections.
                                                                                Q = R3 R6
Mode 1 Design Equations                                                              R2 R6 + R5

                  fO = fCLK                                                     HOLP = -R2 R6 + R5
                         100                                                                R1 R6

                  fnotch = fO                                                   HOBP = -R3
                  Q = R3                                                                    R1

                        R2                                                      HON1(as f  0Hz) = -R2
                  HOLP = -R2                                                                               R1

                              R1                                                HON2 (at f = fCLK / 2) = -R2
                  HOBP = -R3                                                                                   R1

                              R1                                                                                                       Mode 2
                  HON1(as f  0Hz) = -R2                                Figure 4 shows the configuration of Mode 2. Mode 2 is
                                                                       a combination of Mode 1 and Mode 3. In this mode,
                                              R1                       fCLK/fO is always less than the part's nominal ratio.
                  HON2 (at f = fCLK / 2) = -R2                         However, it provides less sensitivity to resistor toler-
                                                                       ances than does Mode 3. It has a highpass notch out-
                                                 R1                    put where the notch frequency depends solely on the
                                                                       clock frequency.
                                                              Mode 1B

Figure 3 shows the configuration of Mode 1B. R5 and
R6 are added to lower the feedback voltage from the
lowpass output to the summing input. This allows the
clock-to-center frequency to be adjusted beyond the
nominal value. This mode essentially has the same
functions and speed as Mode 1 while providing a high-
Q with fCLK/fO ratios greater than the nominal value.

             ______________________________________________________________________________________ 11
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491  Mode 2 Design Equations                                                                                                   CC

                 fO = fCLK 1+ R2                                                                           R4
                        100 R4
                 fn = fCLK
                       100                                                                                 R2

                                                                                                                        HP/N S                                                           BP    LP

                 Q = R3 1+ R2                                                               VIN R1                                      -
                      R2 R4
                          -R2     R4                                                                                          
                 HOLP  =           R4  +  R2     

                 HOBP = -R3                                                                          COM
                                                                                        Figure 4. Mode 2, 2nd-Order Filter Providing a Highpass
                 HON1(f     0Hz)   =   -R2  R4                                          Notch, Bandpass, and Lowpass Outputs
                                       R1          R4  +  R2                            Mode 2N Design Equations

                 HON2 (at f = fCLK / 2) = -R2                                               fO = fCLK 1+ R2
                                                                                                   100 R4
                                                                               Mode 2N
                 Figure 5 shows the configuration of Mode 2N. This                          fn = fCLK 1+ RH
                 mode extends the topology of Mode 3A to Mode 2,                                  100        RL
                 where the highpass and lowpass outputs are summed
                 through two external resistors, RH and RL, to create a                     Q = R3 1+ R2
                 lowpass notch filter that has higher frequency than the                         R2 R4
                 one in Mode 2. Mode 2 is most useful in lowpass elliptic
                 designs. When cascading the sections of the                                HON1(f     0Hz)    =    RG  +  RG            R2     R4
                 MAX7490/MAX7491, the highpass and lowpass outputs                                                                                                                           
                 can be summed directly into the inverting input of the                                            RH      RL            R1                                       R4  +  R2  
                 next section. Only one external op amp is needed.





                                                                HP/N  S                     BP         LP

                                             R1                            -

                                                                      +                                                           RG

                                                 COM                                    RH                                                       LOWPASS


                 Figure 5. Mode 2N, 2nd-Order Filter Providing a Lowpass Notch Output
                 12 ______________________________________________________________________________________
Dual Universal Switched-Capacitor Filters

                                                                Mode 3                                                                                                         CC                    MAX7490/MAX7491
Figure 6 shows the configuration of Mode 3. This mode
is a sampled time (Z transform) equivalent of the classi-                           R4
cal 2nd-order state variable filter. In this versatile mode,
the ratio of resistors R2 and R4 can move the center                                R3
frequency both above and below the nominal ratio.
Mode 3 is commonly used to make multiple-pole                                       R2
Chebyshev filters with a single clock frequency. This
mode can also be used to make high-order all-pole                                                                                                                  HP  S              BP         LP
bandpass, lowpass, and highpass filters.
                                                                            VIN R1                                                                                             COM
Mode 3 Design Equations
                                                                                                                                                                       +    -

fO              =  fCLK      R2                                                      COM
                   100       R4
                                                                        Figure 6. Mode 3, 2nd-Order Section Providing Highpass,
Q = R3 R2                                                               Bandpass, and Lowpass Outputs
     R2 R4
                                                                        the highpass and lowpass outputs through two external
HOHP                 =  -R2                                             resistors, RH and RL. The ratio of resistors RH and RL
                        R1                                              adjusts the notch frequency, while R2 and R4 adjust
                                                                        the bandpass center frequency, since the notch (zero
HOLP                 =  -R4                                             pair) frequency can be adjusted to both above and
                        R1                                              below fO. Mode 3A is suitable for both lowpass and
                                                                        highpass elliptic or Cauer filters. In multipole elliptic fil-
HOBP                 =  -R3                                             ters, only one external op amp is needed. Use the
                        R1                                              inverting input of the internal op amp as the summing
                                                                        node for all but the final section of the filter.
                                                              Mode 3A
Figure 7 shows the configuration of Mode 3A. Similar to
Mode 2, this mode adds an external op amp. See
Table 3 for op amp selection ideas. This op amp cre-
ates a highpass notch and lowpass notch by summing





                                 N/HP  S                                    BP      LP

            R1                                  COM
                                       +                                                                     RG

                COM                                                     RH                                                                                                            LOWPASS


Figure 7. Mode 3A, 2nd-Order Filter Providing Highpass Notch or Lowpass Notch Outputs

______________________________________________________________________________________ 13
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491  Table 3. Suggested External Op Amps

                   PART                      GBW (MHz)         SLEW RATE (V/s)              ISUPPLY/AMP (mA)      PIN-PACKAGE
                 MAX4281                            2                     0.7                            0.5           5 SOT23
                 MAX4322                            5                     2.0                            1.1           5 SOT23
                 MAX4130                           10                     4.0                           1.15           5 SOT23
                 MAX4490                           10                    10.0                            2.0           5 SOT23

                 Mode 3A Design Equations                                                                                       Offset Voltage

                 fO = fCLK R2                                                     Switched-capacitor integrators generally exhibit higher
                        100 R4                                                    input offsets than discrete RC integrators. The larger
                                                                                  offset is mainly due to the charge injection of the
                 fn = fCLK RH                                                     CMOS switches into the integrating capacitors. The
                       100 RL                                                     internal op amp offset also adds to the overall offset
                                                                                  value. Figure 8 shows the input offsets from a single
                 Q = R3 R2                                                        2nd-order section. Table 4 lists the formula for the out-
                      R2 R4                                                       put offset voltage for various modes and output pins.

                 HOHP = -R2                                                                                                    Power Supplies
                             R1                                                   The MAX7490 operates from a single +5V supply, and
                                                                                  the MAX7491 operates from a single +3V supply.
                 HOLP = -R4                                                       Bypass VDD to GND with at least a 0.1F capacitor.
                             R1                                                   VDD should be isolated from other digital or high-volt-
                                                                                  age analog supplies. If dual supplies are required,
                 HOBP = -R3                                                       connect the COM pin to the system ground and the
                             R1                                                   GND pin to the negative supply. Figure 9 shows an
                                                                                  example of dual-supply operation. Single-supply and
                 HON1(f       0Hz)  =  RG     R4                                  dual-supply performances are equivalent. For dual-
                                                                                  supply operation, drive CLK, SHDN, and EXTCLK from
                                       RL  R1                                     GND (which is now V-) to VDD. If using the internal
                                                                                  oscillator in dual-supply mode, COSC can be returned
                 HON2 (at  f  =  fCLK  / 2)  =  RG   R2                           to either GND or the actual ground voltage. Use the
                                                                                  MAX7490 for 2.5V and use the MAX7491 for 1.5V.
                                                RH  R1
                                                                                  For most applications, a 0.1F bypass capacitor from
                 Note: When the passband gain error exceeds 1dB, the              COM to GND is sufficient. If the VDD supply has signifi-
                 use of capacitor CC between the lowpass output and               cant 60Hz energy, increase this capacitor to 1F or
                 the inverting input will reduce the gain error. The value        greater to provide better power-supply rejection.
                 can best be determined experimentally. Typically, it
                 should be about 5pF/dB (CC-MAX = 15pF).

                              INV                        N/HP                                BP                LP
                                                               +            VOS2                 VOS3  



                 Figure 8. Block Diagram of a 2nd-Order Section Showing the Input Offsets

                 14 ______________________________________________________________________________________
        Dual Universal Switched-Capacitor Filters

Table 4. Output DC Offsets for a 2nd-Order Section                                                                                MAX7490/MAX7491

MODE                           VOSN/HP                         VOSBP                  VOSLP
   1                                                            VOS3
        VOS1[1 + (R2 / R3) + (R2 / R1)] - (VOS3)                      VOSN/HP - VOS2
        (R2 / R3)

    1b  VOS1[1 + (R2 / R3) + (R2 / R1)] - (VOS3)               VOS3   (VOSN/HP - VOS2)[1 + R5 / R6)]

        (R2 / R3)

        VOS1[1 + (R2 / R3) + (R2 / R1) + (R2 / R4) -

    2   (VOS3)(R2 / R3)][R4 / R2 + R4] +                       VOS3   VOSN/HP - VOS2

        (VOS2)[R2 / R2 + R4]

    3   VOS2                                                   VOS3   VOS1[1 + (R4 / R1) + (R4 / R2) + (R4 / R3)] - (VOS2)
                                                                      (R4 / R2) - (VOS3)(R4 / R3)

                                 V+                                                                                     Aliasing
                                                               Aliasing is an inherent phenomenon of most switched-
                                 VDD      SHDN*         0.1F  capacitor filters. As with all sampled systems, frequen-
                                                               cy components of the input signal above one half the
                                          COM                  sampling rate will be aliased. The MAX7490/MAX7491
                                                               sample at twice the clock frequency, yielding a 200:1
V+                               MAX7490                       sampling to cutoff frequency ratio.

        CLOCK   CLK              MAX7491                       In particular, input signal components (fIN) near the
                                                               sampling rate generate a difference frequency
V-                                                             (fSAMPLING - fIN) that often falls within the passband of
                                                               the filter. Such aliased signals, when they appear at the
                                                 0.1F         output, are indistinguishable from real input informa-
                                                               tion. For example, the aliased output signal generated
                                 GND                           when a 99kHz waveform is applied to a filter sampling
                                                               at 100kHz, (fCLK = 50kHz) is 1kHz. This waveform is an
*DRIVE SHDN TO V- FOR LOW-POWER                                attenuated version of the output that would result from
                                                               a true 1kHz input. Since sampling is done at twice the
SHUTDOWN MODE.                   V-                            clock frequency, the Nyquist frequency is the same as
                                                               the clock frequency.
Figure 9. Dual-Supply Operation
                                                               A simple passive RC lowpass input filter is usually suffi-
                     Input Signal Amplitude Range              cient to remove input frequencies that can be aliased.
The optimal input signal range is determined by                In many cases, the input signal itself may be band limit-
observing the voltage level at which the signal-to-noise       ed and require no special anti-alias filtering. Selecting
plus distortion (SINAD) ratio is maximized for a given         a passive filter cutoff frequency equal to fC/2 gives
corner frequency. The Typical Operating Character-             12dB rejection at the Nyquist frequency.
istics show the THD + Noise response as the input sig-
nal's peak-to-peak amplitude is varied. In most                                                       Clock Feedthrough
systems, the input signal should be kept as large as           Clock feedthrough is defined as the RMS value of the
possible to maximize the signal-to-noise ratio (SNR).          clock frequency and its harmonics that are present at
Allow sufficient headroom to ensure no signal clipping         the filter's output pins, even without input signal. The
under expected operating conditions.                           clock feedthrough can be greatly reduced by adding a
                                                               simple RC lowpass network at the final filter output.
           Anti-Aliasing and Post-DAC Filtering                Choose a cutoff frequency as low as possible to pro-
When using the MAX7490/MAX7491 for anti-aliasing or            vide maximum noise attenuation. The attenuation and
post-DAC filtering, synchronize the DAC (or ADC) and           phase shift of the external filter will limit the actual fre-
the filter clocks. If the clocks are not synchronized,         quency selected.
beat frequencies may alias into the desired passband.

                ______________________________________________________________________________________ 15
                 Dual Universal Switched-Capacitor Filters

MAX7490/MAX7491  Table 5. Cascading Identical Bandpass                                                          Multiple Filter Stages
                 Filter Sections                                             In some designs, such as very narrow band filters, or in
                                                                             modes where fO cannot be tuned with resistors, several
                 TOTAL SECTIONS  TOTAL BW  TOTAL Q                           2nd-order sections with identical fO may be cascaded
                                                                             without multiple feedback. The total Q of the resultant
                 1               1.000 B   1.00 Q                            filter (QT) is:

                 2               0.644 B   1.55 Q                                                 Total QT = Q / (2N - 1)1/2

                 3               0.510 B   1.96 Q                            Q is the Q of each individual filter section, and N is the
                                                                             number of 2nd-order sections. In Table 5, the total Q
                 4               0.435 B   2.30 Q                            and total bandwidth (BW) are listed for up to five identi-
                                                                             cal 2nd-order sections. B is the bandwidth of each sec-
                 5               0.386 B   2.60 Q                            tion.

                                                             Wideband Noise                               Chip Information
                 The wideband noise of the filter is the total RMS value
                 of the device's noise spectral density and is used to       TRANSISTOR COUNT: 1439
                 determine the operating SNR. Most of its frequency
                 contents lie within the filter's passband and cannot be     TECHNOLOGY: BiCMOS
                 reduced with postfiltering. The total noise depends
                 mainly on the Q of each filter section and the cascade
                 sequence. Therefore, in multistage filters, the section
                 with the highest Q should be placed first for lower out-
                 put noise.

                 16 ______________________________________________________________________________________
Dual Universal Switched-Capacitor Filters

                                                                               Typical Application Circuit                     MAX7490/MAX7491

                   4TH-ORDER 10kHz           R1B
                   BANDPASS FILTER           200k

                              R3A    LPA              LPB                                     4TH-ORDER 10kHz BANDPASS FILTER
                             200k                                                                      FREQUENCY RESPONSE
                              R2A                             R3B
                              10k                             200k                        5
           200k                      BPA              BPB              OUT                0
                                             MAX7490          R2B       C2
            VDD                                               10k       0.1F
                              C1             MAX7491                                      -5
                              0.1F                   NB/HPB


                                     INVA             INVB                     GAIN (dB)  -15

                                                      SB                                  -20



                                     SHDN             COM                                 -30


                                     GND              EXTCLK                              -40
                                                                                                  9  10               11  12

                                     VDD              CLK fCLK = 1MHz                                FREQUENCY (kHz)

______________________________________________________________________________________ 17
Dual Universal Switched-Capacitor Filters

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implied. Maxim reserves the right to change the circuitry and specifications without notice at any time.

18 ____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600

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