程控濾波器的設(shè)計(jì)
1 引言 濾波器就是選頻電路,可允許一部分頻率的信號(hào)通過,而抑制另一部分頻率的信號(hào),它在數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理和通信系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要作用。這里提出一種基于開關(guān)電容有源濾波器的程控濾波器,可自由選擇低通、高通和帶通模式,也可步進(jìn)調(diào)節(jié)濾波器通帶截止頻率和放大器增益。該程控濾波器設(shè)計(jì)成本低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,可廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理、通信、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)由可控增益放大器、程控濾波器、橢圓濾波器和幅頻特性測(cè)試儀4部分組成。圖1為其系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。
圖1中,可控增益放大器部分是以AD603作為核心器件,實(shí)現(xiàn)0~60 dB之間的增益調(diào)節(jié)。AD603為低噪聲精密可變?cè)鲆娣糯笃鳎瑴囟确€(wěn)定性高,其內(nèi)部由R-2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)和固定增益放大器構(gòu)成,加在其梯形網(wǎng)絡(luò)輸入端的信號(hào)經(jīng)衰減后,由固定增益放大器輸出,衰減量由加在增益控制接口的參考電壓決定;其增益與控制電壓呈線性關(guān)系,通過單片機(jī)控制,而由D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生精確的參考電壓來控制增益,從而實(shí)現(xiàn)較精確的數(shù)控,同時(shí)可降低干擾和噪聲。程控濾波器部分采用開關(guān)電容濾波器實(shí)現(xiàn)。開關(guān)電容濾波器是由MOS開關(guān)、MOS電容和MOS運(yùn)算放大器構(gòu)成的集成濾波器,其開關(guān)電容組在時(shí)鐘頻率的驅(qū)動(dòng)下,可等效成1只與時(shí)鐘頻率有關(guān)的等效電阻R=1/2πCfc。其中C為開關(guān)電容組的電容,fc為濾波器時(shí)鐘頻率。
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