程控滤波器(d题)设计报告—2007年全国大学生电子设计竞赛索尼杯奖

《程控滤波器(d题)设计报告—2007年全国大学生电子设计竞赛索尼杯奖》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com竞赛园地l程控滤波器‘D题设计报告—2007年全国大学生电子设计竞赛索尼杯奖◎国防科学技术大学李清江肖志斌银庆宏指导老师高吉祥李楠库锡树本系统由可控增益放大器、普通运放组成放大电路。通过控制数字电位器来改变放大器的反馈电阻实现程控滤波器、椭圆滤波器和幅频可变增益。这种方案硬件实现较简单，但限于数字电位器的精度较低、档位有特性测试仪四大部分组成。可控限，这种方案很难实现增益的精确控制，同时数字电位器受信号的带宽限制，增益放大器部分以可变增益放大在运放环路中会影响整个系统的通频带宽。器AD603作为核心器件，实现了方案二：采用控制电压与

2、增益成线性关系的可编程增益放大器PC；A。用输出增益的动态调整；程控滤波DAC可以产生一个精确的电压控制增益，便于单片机控制，同时可以降低干器和椭圆滤波器采用集成开关电扰和噪声。容滤波器芯片LTC1068构成，采综上所述，本设计采用方案二，AD603是一款低噪声，精密控制的可变增用DDS技术产生可变时钟改变滤益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0．5dB，满足题目要求的精度，其增波器截止频率，实现滤波器带宽益(dB)与控制电压v呈线性关系，可以采用DAC来控制放大器的增益。可调；以AT89C55WI)单片机和3．程控滤波器XilinxXC3S200lGA作为控制采用集成的开关电

3、容滤波器芯片。开关电容滤波器是由MOS开关、MOS核心，辅以DDS扫频电路，并通过电容和MOS运算放大器构成的一种大规模集成电路滤波器。其特点是：(1)当有效值测量电路，实现幅频特性时钟频率一定时，开关电容滤波器的特性仅取决于电容的比值。由于采用了的测试和显示。系统性能指标达特种工艺，这种电容的比值精度可达0．O1％，并且具有良好的温度稳定性。(2)到了设计要求，工作可靠，用户界当电路结构确定之后，开关电容滤波器的特性仅与时钟频率有关，改变时钟面友好。频率即可改变其滤波器特性。(3)开关电容滤波器可直接处理模拟信号，而不必像数字滤波器那样需要A／D、D／A变换，简化了电路设计，提

4、高了系统的可一靠性。、系统方案1．系统总体构成4．椭圆滤波器方案根据题目要求，本系统设计采用集成的开关电容滤波器芯片。集成开关电容滤波器通常内置多种滤，目标包括四大部分：可变增益放波器模块，通过外接少量电阻可以将各种模块配置为高通，低通，带通，带阻大器、程控滤波器、椭圆滤波器和等常见形式，由于其滤波器的截止频率由外部时钟决定，只要有一个稳定的幅频特性测试仪等系统构成，如外部时钟，滤波器的截止频率是可以保证精度的，同时，为了校准元件误差，图1所示，下面对各部分进行方可以通过时钟频率的微调，改变滤波器的截止频率，从而使其准确地达到设案论证。计要求。2．可控增益放大器5．幅频特性分析仪

5、方案方案一：使用数字电位器和采用DDS产生扫频信号，利用真有效值测量芯片AD637和A／D接口电路实现扫频信号频率的步进调整及被测网络幅频特性的数显。DDS产生信号的频率稳定度较高，而且信号频率的步进和信号幅度控制方便。幅频特性测试仪二、理论分析与计算1．低通撼波器参数选取图1系统构成框图题目中要求2处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB。因放大器46·电子■作2嘴年簟2期维普资讯http://www.cqvip.com竞赛园地的增益为40dB，所以滤波器在2C处的衰减A要不小于10dB。但为了保证设计指标的可靠性，本系统将此衰减A定为20dB。滤波器的归一化频率三、系统电路

6、设计11=W／Wc=2Ut：．=2，可以计算出滤波器的最小阶数为：1．程控放大器电路设计2O=·本设计将此部分电路分为两n肛面32级：增益控制部分和电压放大部分。因此本设计的滤波器阶数定为四阶。通过查找巴特沃兹滤波器参数表，可以增益控制部分采用AD603得到四阶低通函数归一化近似函数为：通频带最宽的一种接法。电路图H(S)=(S％0．76537s+1)(S+1．84776S+1)如图2所示，设计通频带为2．高通滤波器参数选取90MHz，增益为一10dB～+30dB，输根据频率变换原理，高通滤波器可以转化为低通滤波器的设计。根据低入控制电压为一0．5V～+0．5V。增通与高通的S域

7、变换关系，相应的低通滤波器的参数为：设衰减A=20dB，归益和控制电压的关系为：A=40×一化频率n=W／W-f／o．5f,=2。此时低通滤波器的最小阶数V+10。一级的增益只有40dB，使A2O3n·32，因此对应的高通滤波器的阶数定为四阶。用两级串联，增益为Av=40×Vl+40×V2+20增益范围是：四阶巴特沃兹低通滤波器的传输函数为：H(S)=(S+0．76537s+1)(S+1．84776S+1)一20dB一+60dB，满足题目要求。考虑到AD603的输出有效设TJP(