程控滤波器（D题）.doc

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1、程控滤波器（D题）摘要：本设计根据题目要求，在分析论证了各种方案之后，以单片机和可编程数字滤波器芯片为核心，设计了一个程控滤波器。该程控滤波器主要由三个模块构成：放大电路、滤波电路和单片机显示与控制模块。放大器部分通过单片机对反馈电阻阻值的选取，实现了步进为10dB的0到60dB的可调增益。滤波器部分以可编程开关电容滤波器MAX262芯片为核心，，实现了截止频率1KHZ-20KHZ步进1HZ可调的程控滤波器，各项误差低于5%，符合要求。关键字：开关电容滤波器，放大器，MAX262，DDSAbstract:Accordingt

2、otherequirementsofthisdesign,aftervariousprogramsareanalyzed,wedesignaprogrammablefilter,whichisatthecoreofamicrocontrollerandDDS.Theprogrammablefilterconsistsofthreemaincomponents:amplifier,filterandSCMdisplayandcontrolmodule.Theenlargerpartpassesthesingleamachine

3、toselectsbyexaminationstothefeedbackelectricresistanceresistivity,realizingthestepenterto10dBsof0to60dBsofadjustableincreasethebenefit.ThefilterpartregardprogrammableswitchelectriccapacityfilterMAX262sliceasthecore,,realizestoclosethefrequencyastepcontrolthefilteri

4、ntoanadjustabledistance,variouserrormarginsislowerthan5%,meetingtherequest.Keywords:Switchelectriccapacityfilter,Amplifier，MAX262，DDS引言滤波是信号采集、数据处理和通信系统等领域必不可少的重要环节。在许多工程应用领域，信号频率的动态范围很宽，这就有必要采用多种截止频率的滤波器，用程控的方法对频率动态范围宽的信号进行滤波。本方案设计一种放大器增益可设置，低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置的

5、程控滤波器。1．系统方案论证与比较1.1系统整体框图根据题目的要求，根据上述方案论证的结论，制定出整体系统的设计方案：放大部分采取2级放大组合来获得0DB至60DB步进为10DB的增益。滤波器部分由可编程滤波器专用芯片MAX262与80C51单片机及其DDS信号源组合而成。通过键盘控制所需增益与滤波截止频率且可显示相应数值。系统框图如图(1)所示。图(1)系统整体框图1.2方案论证1.21放大器模块方案一：利用AT89C51单片机通过D/A转换控制压控增益放大器集成芯片AD603，实现放大增益可设置。控制增益精度较高，但无形

6、中增加单片机的负荷。方案二：利用AT89C51单片机控制电磁继电器来改变放大电路中运算放大器的反馈电阻，实现放大增益的改变。相比起模拟开关，电磁继电器内阻很小，可以忽略，有利于增益精度的提高，但是电路比较繁琐，需要多个继电器完成反馈电阻网络。方案三：利用AT89C51单片机控制模拟开关来代替电磁继电器，改变放大电路中运算放大器的反馈电阻，实现放大增益的改变。使用模拟开关电路简单且容易实现，但是模拟开关存在一定的内阻，会带来放大增益的误差。由于方案二的成本较低，电路也比较简单，易于实现，综合考虑，我们决定采用方案二。为了减小增

7、益误差，达到题目对通频带的要求我们选择高速、宽带而且低噪的运算放大器NE5532配合精密电阻构成放大部分。1.22滤波器模块方案一：利用电阻、电容、电感及运算放大器等分立元件构成滤波器电路，并通过模拟开关选择不同的电阻值来实现截止频率的转换，可塑性强，电路可以灵活调整。但是电路过于复杂，调整难度大。方案二：采用可编程滤波器芯片MAX262构成滤波器电路，芯片MAX262通过编程可以对各种低频信号实现低通、高通等处理。应用滤波器集成电路辅以简单的外围器件实现高通、低通滤波功能。一般有源滤波器由运算放大器和RC元件组成,对元器件

8、的参数精度要求比较高,设计和调试也比较麻烦。最通常的想法是用电阻电容以及运放构成，并通过模拟开关选取不同的阻值以实现截止频的改变，但是这样分布参数较大、截止频率精度不高并且当要求较多时所需模拟开关必然很多电路复杂，设计和调试也比较麻烦。方案二电路简单，根据芯片的说明就可以得到很好的电路特性