基于MAX262的可调增益程控滤波器设计

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基于MAX262的程控低通滤波器

基于MAX262的程控低通滤波器
•ຫໍສະໝຸດ 3.3控制显示部分
控制部分采用的是独立的按键,主要是调节截 止频率的大小,控制输出波形幅值的作用。 • 数码管显示部分采用的是八段数码管,显示输 入的截止频率的大小,便于在调节信号发生器输 出频率时参考。 • 在调试的过程中,开始输出的波形一直不稳定, 这是考虑到可能是输入的数据不稳定,所以数据 [ 输入端口的输入信号通过锁存器所存输出,单片 机数据管脚输出相应的数据后,将WR置低即可送 出稳定,同步的电平信号。这样输出波形的效果 明显改善。 •

总结体会
• 本系统采用STC12C5A60S2单片机和 max262为核 心器件来设计低通滤波器,结合外围的键盘输入、外接信 号发生器提供输入波形、示波器显示、锁存器等来实现对 正弦波的滤波控制功能。 • 在本次毕业设计中,通过动手实践操作进一步学习 和掌握了单片机原理的有关知识,特别是程序的编程方面, 加深了对单片机原理及应用技术的认识,进一步巩固了对 单片机知识的理解,掌握简单的单片机应用系统的设计、 制作、调试的方法。在设计时根据课题要求,复习相关的 知识,查询相关的资料。根据条件,找到适合的方案,并 找到需要的元器件及工具,进行实验,最终完成设计。 • 通过这次毕业设计,使我得到了一次用专业知识、专 [ 业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。在单片机的基本 原理、单片机应用系统开发过程,以及在常用编程设计思 路技巧(特别是汇编语言)的掌握方面向前迈了一大步, 为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。

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感谢各位老师的辛勤指导

3、硬件电路设计
• 3.1 MAX262外部电路设计
• 结合题目要求进行分析,只使用芯片的任意一个二 阶开关电容有源滤波器即可满足要求,故外部电路设 计如图所示,该电路使用MAX262滤波器A,信号有 INA端口输入,经过滤波器从端口LPA输出低通信号, 其中滤波器参数如截止频率FC,品质因数Q等参数由 单片机通过芯片的端口D0,D1,A0-A3写入。 • 芯片的时钟可以连接晶体RC网络或外部时钟产生 [ 器,由于输入时钟频率 Fclk与6位f0编程输入代码一起 决定滤波器的中心或截止频率,根据计算,系统选定 用2M的外部石英晶振作为时钟输入。

一种新型程控滤波器的设计

一种新型程控滤波器的设计

一种新型程控滤波器的设计1 引言在许多工程应用领域中信号频率的动态范围很宽。

某些微机自动测试中频率在0.1~1 000 Hz 之间变化;在旋转机械大型水轮机组的机械故障诊断和炮口冲击波压力场测试以及其他信号采集测量场合其信号频率在几赫兹到几千赫兹之间。

因此有必要采用截止频率可以程控的滤波器对频率动态范围较宽的信号进行滤波。

MAX263 是CMOS 双二阶通用开关电容有源滤波器,由微处理器精确控制滤波函数构成各种带通、低通、高通、陷波和全通配置,且无需外部元件。

MAX262 含有2 个二阶滤波器,在程序控制下可设置中心频率f0、品质因数Q 和滤波器的工作方式。

2 系统总体设计方案系统总体设计包括数字和模拟两大部分。

其中,数字部分包括单片机及FPGA 中的放大器增益控制、时钟频率生成以及频率特性测量与显示3 个模块;而模拟部分包括放大器、滤波器和幅频特性测试仪3 个模块。

其中放大器模块通过三级放大实现0~60 dB 的增益调节,滤波器模块包括由集成滤波器MAX263 构成的低通和高通滤波器以及自行设计的椭圆滤波器,而幅频特性测试仪模块则由DDS 扫频信号源、有效值检波及A/D 转换电路构成。

详细的系统组成框图如图1 所示。

3 理论分析与计算3.1 可变增益放大器控制信号选用ADI 公司的AD603 作为可变增益放大器,该器件的增益与控制电压的关系:GAIN(dB)=40Vg+10,Vg 为控制电压,改变范围为1 V。

选用16 位D/A 转换器MAX542,用于给出双极性的控制电压,基准源取2.5 V,理论上增益步进的最小值为0.003 dB。

3.2 开关电容滤波器3.2.1 确定滤波器Q 值采用MAXIM 公司的集成开关电容滤波器MAX263,它可以通过外接引脚编程设置。

可编程滤波器的设计

可编程滤波器的设计

可编程滤波器的设计摘要:在电子电路中,滤波器是不可或缺的部分,其中有源滤波器更为常用。

一般有源滤波器由运算放大器和RC元件组成,对元器件的参数精度要求比较高,设计和调试也比较麻烦。

美国Maxim公司生产的可编程滤波器芯片MAX262可以通过编程对各种低频信号实现低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理,且滤波的特性参数如中心频率、品质因数等,可通过编程进行设置,电路的外围器件也少。

本文介绍MAX262的情况以及由它构成的程控滤波器电路。

关键词:编程滤波器设计一、MAX262芯片介绍MAX262芯片是Maxim公司推出的双二阶通用开关电容有源滤波器,可通过微处理器精确控制滤波器的传递函数(包括设置中心频率、品质因数和工作方式)。

它采用CMOS工艺制造,在不需外部元件的情况下就可以构成各种带通、低通、高通、陷波和全通滤波器。

二、方案的论证和设计程控放大器的设计1.利用数字电位器,通过单片机改变负反馈的阻值,进而改变放大倍数,优点电路结构简单,灵活;缺点是精度不够高。

2.利用选择电路,选通某条支路,由于使用的是分立元件,匹配度高,可以使放大倍数的精度大大提高,却也有电路复杂的缺点,由于本设计任务的精度要求,因而选择此种方案。

三、程控滤波器的设计滤波器设计有很多种,但主要分为数字滤波电路和模拟滤波电路。

1.采用FIR数字滤波器。

数字滤波器解决了模拟滤波器所无法克服的电压漂移,温度漂移和噪声等问题,但由于计算量过大,且由于未系统学习过FIR,故不选用。

2.采用有源RC滤波电路,使用数字电位器控制电阻值,从而可以改变电路的滤波特性。

特点电路简单灵活,缺点是精度不够,3.采用专门的开关电容滤波集成芯片。

MAX262 是CMOS 双二阶通用开关电容有源滤波器由微处理器精确控制滤波函数可构成各种带通低通高通陷波和全通配置且不需外部器件,功能强大,易于掌控。

故选用此种方案。

四、幅频特性电路的设计幅频特性是指幅度随频率的变化的关系;主要原理是控制扫描信号的频率变化,检测出幅度的变化;对于幅度的检测,传统方案是使用AD,将检测的数据传入控制器,由控制器对数据进行处理,然后DA输出。

程控滤波器

程控滤波器

程控滤波器摘要:程控滤波器主要由可编程滤波器、程控放大器、与控制电路三部分组成。

MAX262是可编程的开关电容滤波器,可以用数字信号控制滤波器Q 值与中心频率f o 从而实现对截止频率的步进控制,而且可以实现低通、带通、高通滤波器。

AD 603通过控制它的控制电压实现增益的控制设计简单合理、可靠性好,经实践证实控制精度较高。

关键词:可编程滤波器,数模转换器,AD603,MAX2621. 系统方案方案一采用积分与运算放大电路组成的多功能状态变量滤波器,通过计算改变R ,C 的值,可以达到很高的控制精度。

它的传递函数如下:2O 0122012()()()u i U s a a s a s A s U s b b s b s ++==++ 从它的传递函数中可以看到它可以实现多种滤波器的功能,而且可以实现较高的精度,可以完成赛题的要求。

方案二采用集成电路,MAX262是MAXIM 公司新推出的4 种应用非常广泛的4 阶开关电容滤波器。

MAX262不需外部元件就能做成巴特沃兹、契比雪夫、贝塞尔等各种带通、低通、高通、陷波、全通滤波器。

MAX262 芯片性能优越,使用方便,最突出的优点是滤波精确、设置方便,中心频率、Q 和运行模式均可通过引脚编码输入进行选择,而不必更换外部元件。

和传统的RC 滤波器比较,避免了R 、C 元件选配的麻烦,而且通过外围控制电路可以实现题目要求。

放大电路由可控增益运算放大器AD603和AD 转换电路组成,AD603具有较宽的通频带,与增益稳定度,通过控制它的控制电压可以达到题目的控制要求。

由集成电路组成的程控滤波器具有以上所述的优点,这里采用了以MAX262为中心,来实现题目所要求的各种功能。

系统框图如图所示。

图12. 理论分析与计算MAX262有多种工作模式用以适应多种应用场合,在模式2下通过编程可以确定当前中心频率f o 与时钟频率的比值,而且该比值在40—140之间64步可调,呈现以下关系:f clk /f o =(26+N )×∏/2(其中N 为编程二进制的值)。

程控滤波器[006]

程控滤波器[006]

程控滤波器设计组员:彭志胜李春兰李泉新摘要:本系统有两个模块组成:程控放大器,程控滤波器。

由MAX262为核心的程控滤波器可设置为低通,高通滤波器,-3dB 截至频率在1KHz~20KHz 范围内可调,调节的频率步进为1KHz。

系统以AT89S52 为控制核心,经测试验证,系统运行稳定,操作方便。

关键词:程控放大器,程控滤波器1 系统方案1.1 设计需求(1)设计程控低通滤波器,截止频率等参数可设置。

(2)滤波器-3dB截止频率fc在1kHz~20kHz范围内可调,调节的频率步进为1kHz,2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k。

(3)电压增益与截止频率的误差均不大于10%。

1.2 整体方案基本部分使用集成开关电容滤波芯片MAX262 完成四阶低通、高通滤波器设计。

程控放大器电路由小信号放大电路与DA 衰减电路构成,可实现小信号放大增益60dB,增益10dB 步进可调。

由于单片AT89S52 I/O 口有限,系统采用多机控制,3 I/O 口4×4 键盘输入,中文液晶显示,友好人机交互界面,系统控制简单,工作稳定。

1.3 系统框图单片机主机为系统控制核心控制键盘输入放大倍数与截至频率,并由液晶显示出来。

从机1 控制程控放大电路的放大倍数,从机2 设置时钟源频率,为滤波电路提供稳定的工作时钟,以设置滤波器的截止频率,框图如下:图1 系统框图2 理论分析与计算2.1 程控放大电路程控放大有小信号放大与DA 衰减两部分组成。

由于DA 衰减电路对输入信号的衰减倍数由DA 的位数D 决定,即可实现输出Vo 为输入Vi 的D/ 2D衰减,最大增益60dB,因此选择10 位DA 可实现对输入信号的0~1023 倍步进可调。

结合10 位的DA 对信号的衰减,小信号放大电路设置为固定1000 放大。

2.2 程控滤波器设计程控滤波器以MAX262 为核心,MAX262 集是双二阶开关电容有源滤波器。

基于MAX262的程控滤波器设计毕业设计(论文)

基于MAX262的程控滤波器设计毕业设计(论文)

毕业设计(论文)题目基于MAX262的程控滤波器设计摘要本设计由电源模块、MCU控制器模块、显示模块、键盘控制模块、时钟产生模块、程控滤波器模块组成。

使用STC12C5A60S2作为MCU,发送频率控制状态字(FTW)使AD9850(DDS)芯片产生的频率可调的正弦波,将产生正弦波的经由高速比较器模块的整形后充当步进时钟提供给程控滤波器模块,MCU并辅以发送的程序状态字于程控滤波器模块达到控制滤波器工作模式及相应滤波性能指标,最终实现预期滤波效果。

本课题正是针对目前传统滤波器相应滤波性能指标相对固定、精度相对低等不足提出的,辅以开关电容滤波器的设计理念,兼顾数字化的控制过程,能够减少使用过程中的不确定因素和人为参与硬件设计的环节数目,有效地解决相应模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可维护性,具有一定可借鉴价值。

关键词:MCU DDS低通滤波程控滤波器ABSTRACTThis design consists of the power module, the display module, the keyboard control module, the clock producing module and the programmable filter module. Using STC12C5A60S2 as MCU that sends a frequency tuning word (FTW) to AD9850 (DDS) chip which can produce a frequency-adjustable sine wave. After high-speed comparing, the wave was provided to the programmable filter modules as a marching clock. Then MCU sends PSW to the programmable filter modules to control the functional mode and performance index of the filter, so that this design can achieve the expected effects of filtering.This design is aimed at changing the shortcoming of traditional filters that the performance index is relatively fixed and the precision is relatively low. With the idea of Switched Capacitor Filter design and the digital control processing, this project can reduce uncertain factors such as factitious hardware designing procedures. This design can effectively solve engineering problems such as reliability, intelligentizing and product consistency, and greatly improve the production efficiency and product maintainability. It may have certain value in applications.Key words:MCU DDS Low-pass Filtering Programmable Filter目录第一章绪论 (1)1.1研究的背景和意义 (1)1.2课题的研究对象 (1)1.3论文的结构安排 (2)第二章滤波原理概述 (3)2.1滤波、滤波器的概念 (3)2.2滤波器的分类 (3)2.3滤波器的原理 (3)2.3.1三种典型滤波器概述 (3)2.3.1.1巴特沃兹滤波器 (3)2.3.1.2切比雪夫滤波器 (3)2.3.1.3贝赛尔滤波器 (4)2.3.2三种典型滤波器滤波特性对比 (4)2.3.2.1巴特沃兹滤波器 (4)2.3.2.2切比雪夫响应 (4)2.3.2.3贝赛尔响应 (4)2.4滤波器设计方法的演变 (4)2.5开关电容型滤波器的原理概述 (6)2.5.1开关电容型滤波器的基本原理 (6)2.5.2开关电容型滤波器的主要特性 (7)2.5.3集成开关电容型滤波器电路的类型和功能简介 (8)第三章程控滤波器总设计方案论证 (11)3.1程控滤波器设计总体思路介绍 (11)3.2基于MAX262的程控滤波器设计方案论证 (11)3.2.1时钟产生模块的论证与选择 (12)3.2.2程控滤波器模块的论证与选择 (13)3.2.3键盘模块的论证与选择 (14)3.2.4MCU控制模块的论证与选择 (14)3.2.5显示模块的论证与选择 (14)3.2.6电源模块 (15)第四章系统硬件设计与实现 (16)4.1MCU控制器模块设计与实现 (16)4.1.1STC5A60S2系列芯片简介 (16)4.1.2STC5A60S2系列单片机引脚说明 (17)4.1.3MCU控制器模块原理图 (17)4.2UI界面模块设计与实现 (18)4.2.1显示模块设计与实现 (18)4.2.2键盘控制模块设计与实现 (19)4.3时钟产生模块设计与实现 (20)4.3.1DDS芯片AD9850简介 (20)4.3.2DDS芯片AD9850引脚说明 (20)4.3.3时钟产生模块原理图 (21)4.4程控滤波器模块设计与实现 (21)4.4.1程控滤波器芯片MAX262简介 (21)4.4.2程控滤波器芯片MAX262引脚说明 (22)4.4.3程控滤波器模块原理图 (23)4.5电源模块设计与实现 (23)第五章系统软件设计与实现 (25)5.1系统功能描述 (25)5.2总程序流程图 (25)第六章测试方案与测试结果 (26)6.1MAX262实现低通滤波器测试结果 (26)6.2MAX262实现高通滤波器测试结果 (28)6.3MAX262实现带通滤波器测试结果 (30)6.4数据分析 (31)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录 (35)第一章绪论1.1研究的背景和意义电子滤波器是一种可执行信号处理功能的电子线路元件或装置,它具有去除信号中不想要的成分或者增强所需成分的功能。

基于AT89C51和IMAX262的程控滤波器设计

基于AT89C51和IMAX262的程控滤波器设计
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基 于A 8 C eMAX2 2 T 9 5  ̄I 1I 6 的程 控 滤 波 器 设 计
De i fpr s gn o ogr am m abl i erb ed on AT89C51 an M AX262 e fl as t d
低 通 、带 通 、 陷 波 低 通 、带 通 、 陷波
3 3 A

1 1

0 0

低通 、带通 、高通 低通 、带通 、高通 、陷波
低 通 、带 通 、全 通
在 和 Q 的编 程 控 制字 N 确定 后 ,滤 波 器就
可 被 编 程 和 工作 ,将其 写 入 MA 6 X2 2就 可 得到 满
由单 片机 控 制 设 置 滤 波 器 的 工 作 方式 、 中心 或截 止频 率 及 品质 因数 ,最 后通过 L D显 示 滤 波器 的 C 中心频 率 和放大 增益 。
MAX22是 C S双 二 阶通 用 开 关 电 容 有 源 6 MO 滤 波 器 ,一 个 芯 片 内包 含两 个 二 阶滤 波器 ,其 滤
其 它 各 部 分 电 路 供 电 ;程 控 放 大器 主 要 由 集成 运
放 7 1 DAC 8 8 成 ,通 过单 片 机控 制 电路控 4 和 00 组
制 D 00 AC 8 8的数 字 量 输入 来 改变 其放 大 倍数 ;程
控滤 波器主 要 由 MA 6 X2 2组 成 ,通 过外 接 的键盘 ,
l 匐 似 违
22 程 控放 大器 设计 .
滤 波 器 的 工作 方 式 通 过 编 程 数 据 M0 、M 1 来
控制 ,方 式控制 见 表 1 示 。 所

基于MAX262的智能滤波器研究与设计

基于MAX262的智能滤波器研究与设计

j o u 5 0 3 na gisi t o in e n tc n l 3 He a o tc i Unv ri , i z o4 4 0 ) i z o4 4 0 ;3wa fn tue f ce c d e h o gr n n P l e nc iest J o u 5 0 3 a n t s a e , y y a
Ch n ’ Ya u- un , ng Tin pu a g Bo , n Yo y z Ge a — 。 (1 c o lo lc ia S h o f Ee t c l& Auo t n r tmai .He a P l e ne o n n oy c i t
U i ri , iou 5 0 3; 2El t c l n lcrnc L b rtr Cene, a n hPoytc ncUnv ri ,He a , uv s v Ja z o4 4 0 e t e r a a d E e t i a o aoy ci o tr n a l e h i ies y H t n n
te t s e ut n h eo e ia esg l o the s m ev u o e ft r e e r qur m e t h e t s l a d t et r s h rt l c d in i am s a ale s t ie tt e i s t h l m h e ns Keyw or : n to Co e Sm a t J ; M AX 2 ds Co r ! r r ̄ t er 26
关键 宇 : 控制核 心; 能滤波 器; A 2 2 智 M X 6
中 图分 类 号 :T 7 3 N 1
/ ̄ d I
文 献 标 识 码 :A

程控滤波器设计说明

程控滤波器设计说明

程控滤波器设计说明摘要:本设计为基于单片机的多档位程控滤波器,采用OP07进行信号放大,MAX262进行多种频段滤波;信号输入部分用MAX038 多种输入切换,信号输出部分用ADC0809制作了简易电压表,配合最大值保持电路,完成电压输出。

各部分的档位切换均通过89C52单片机控制八选一开关CD4051实现。

本设计实现了可调频率的波形发生、对给定小输入信号的放大、滤波并实时记录峰值的功能,程控滤波器具有使用灵活、调试容易的特点,并且能够实现高通、低通、椭圆滤波等功能。

1系统设计总体方案根据题目要求,要求放大器增益可调,滤波器类型可调,截止频率在1kHz-20kHz 范围可调,同时要具有参数设置显示功能。

其中信号输入、信号输出、放大器、滤波器各部分功能相对独立,同时考虑到制作调试的方便,本设计采用各个模块独立设计、独立控制的实现方案。

系统共使用4个MCS-51 系列单片机89C52 配合多路开关进行各部分程序控制,参数的设置和显示分别通过键盘和显示模块CH451实现。

系统总的结构图如下:图1 系统总体框图器件选择:MAX262 是CMOS双二阶通用开关电容有限滤波器,通过微处理器精确控制滤波函数。

它可构成各种带通、低通、高通滤波器,且不需外部器件。

每个器件含有两个二阶滤波器,可以通过程序控制设置参数和工作方式,满足题目基本部分和发挥部分的全部滤波要求。

MAX038是高频、高精度、低输出电阻、驱动能力强(20mA) 的函数信号发生器芯片。

输出频率范围: 0. 1 ~ 20 MHz,可产生正弦波、方波、三角波、锯齿波及脉冲波,输出频率和占空比(15 %~85 %) 独立可调,带低输出阻抗的输出缓冲器,可以实现对输入信号和扫频信号的要求。

放大部分初始设计选择了AD521和OP07,经检验发现AD521放大误差较大,不能满足要求,改用OP07。

根据题目,基本部分电压放大增益40dB,发挥部分电压放大增益60dB, 一个OP07 不能满足要求,故采用两个OP07串联的形式,每个增益30 dB.经过滤波的电压在输出前再次经过一个OP07进行放大,经一个阻容回路进行最大值保持,最后输出,信号同时送个一个由单片机和ADC0809构成的简易电压表进行显示。

基于可编程芯片MAX262的有源滤波器

基于可编程芯片MAX262的有源滤波器
图 !!5 3 6 % 7 % 引脚 荡器 和 滤 波 器 B 部 分 的 时 钟输入端 ! 在滤波器内部 ! 时钟频率被 ! 分频 "
& & 滤波器 @ 部分 的 时 钟 输 入 端 ! 同样在滤波 9 G c @& 器内部 ! 时钟频率被 ! 分频 " & & 晶体振荡器和 A 9 G c K ? 8& C 9 振荡的时钟输出端 " & & 与晶体 振 荡 器 或 A 用 K 4 9 K?8& C 9 振 荡 器 相 连! 于自同步 " & & 滤波器的信号输入端 " > FB# > F @&
图 %!5 3 6 % 7 % 内部结构
万方数据 P P !
! " " # $ #
图 6 是 控 制 数 据 输 入 时 序 ! 可 在 JA的 下 降 沿 经 逻 辑接口给滤波器 B" # " 及工作模式控制字 @中的! ! ’ , f "" 分别赋予不同的值 $ 从而实现各种功能的滤波 !
飞( 时$ 会产生复位信号 $ 使系统复位 ! 电压监测可 以 保 护 系统免受低电 压 状 态 的 影 响 ! 当 \ 9 9降到最小 \ 9 9转 换点以下时 $ 系统复位 $ 一直到 \ 9 9 返回且稳定 为 止 ! 在 滤波器 输 出 中 $ 显示器选用大连东方显示器材公司的 与 0 ;% E : " E! 它 是 E : 列 bE 行 的 液 晶 显 示 器 组 件 $ 功耗低 " 编程 方 便 ! 键 盘 操 作 时 可 能 会 由 9 < ? 接口简单 " 于逻辑输入跃变而产生某些噪声 ! 为避免出现这种 情 况 $ 在输入的数字线接有逻辑门缓冲 ) 图 P 中未画 * !

基于单片机的程控可调滤波器设计

基于单片机的程控可调滤波器设计
MAX262 采用时钟频率与中心频率比值 fclk / f0 确定中 心 频 率,其 中 fclk 可 采 用 内 部 时 钟 频 率 或 外 部 时 钟 频 率, MAX262 内部会对时钟频率进行二分频。
本文使用 4M 石英晶振作为 MAX262 固定时钟频率 fclk , 并将 MAX262 内部的两个滤波器级联构成四阶切比雪夫滤波 器。原理图如图 2 所示。
图 2 滤波器模块原理图 STC89C52 单片机 P0 口的低六位 P^5 ~ P^0 与逻辑锁存 器 74HC373 输入端 D5 ~ D0 连接,同时 74HC373 锁存器的输
21Leabharlann 设计研发2019.09
出端 Q5 ~ Q0 与 MAX262 地址引脚 A3 ~ A0 和数据引脚 D1、
D0 连接,这样可以减少在滤波输出中由于逻辑输入跃变= 而产 H2 (S )
波形发生以 DAC0832 为核心,通过单片机控制,产生不 同频率的梯形波,作为输入信号送入滤波芯片 MAX262 的信号 输入端进行滤波。 1.2 滤波器模块
滤波器以程控可调滤波芯片 MAX262 为核心。MAX262 是
双二阶开关电容有源滤波器,它可由 STC89C51 通过设置参数, 从而精确控制滤波函数,构成低通、高通、带通等滤波器,且不 需外部器件。每个 MAX262 芯片含有两个二阶滤波器,可单独 使用,也可级联成为一个四阶滤波器。每个二阶滤波器都可 以通过编程设置中心频率 f0 ,品质因数 Q 和滤波器工作方式。
D0 和地址引脚 A3、A2、A1、A0 来控制,MAX262 数据与地址 关系及计算公式如表 1 所示。
表 1 数据与地址关系、计算公式表(注:表中 X 表示任意数字)
滤波器 A

基于MAX262的程控滤波器设计

基于MAX262的程控滤波器设计

在电子电路中,滤波器是不可或缺的部分,其中有源滤波器更为常用。

一般有源滤波器由运算放大器和RC元件组成,对元器件的参数精度要求比较高,设计和调试也比较麻烦。

美国Maxim公司生产的可编程滤波器芯片MAX262可以通过编程对各种低频信号实现低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理,且滤波的特性参数如中心频率、品质因数等,可通过编程进行设置,电路的外围器件也少。

本文介绍MAX262的情况以及由它构成的程控滤波器电路。

1 MAX262芯片介绍MAX262芯片是Maxim公司推出的双二阶通用开关电容有源滤波器,可通过微处理器精确控制滤波器的传递函数(包括设置中心频率、品质因数和工作方式)。

它采用CMOS工艺制造,在不需外部元件的情况下就可以构成各种带通、低通、高通、陷波和全通滤波器。

图1是它的引脚排列情况。

图1 MAX262引脚V+ ——正电源输入端。

V- ——负电源输入端。

GND ——模拟地。

CLKA ——外接晶体振荡器和滤波器A 部分的时钟输入端,在滤波器内部,时钟频率被2分频。

CLKB ——滤波器B部分的时钟输入端,同样在滤波器内部,时钟频率被2分频。

CLKOUT ——晶体振荡器和R-C振荡的时钟输出端。

OSCOUT ——与晶体振荡器或R-C振荡器相连,用于自同步。

INA、INB ——滤波器的信号输入端。

BPA、BPB——带通滤波器输出端。

LPA、LPB——低通滤波器输出端。

HPA、HPB——高通、带阻、全通滤波器输出端。

WR ——写入有效输入端。

接V+时,输人数据不起作用;接V-时,数据可通过逻辑接口进入一个可编程的内存之中,以完成滤波器的工作模式、f0及Q的设置。

此外,还可以接收TTL电平信号,并上升沿锁存输人数据。

A0、A1、A2、A3 ——地址输人端,可用来完成对滤波器工作模式、f0和Q的相应设置。

D0、D1 ——数据输入端,可用来对f0和Q的相应位进行设置。

OP OUT —— MAX262的放大器输出端。

基于MSP430和MAX262程控滤波器的设计

基于MSP430和MAX262程控滤波器的设计

基于MSP430和MAX262程控滤波器的设计何明,乔龙飞,许朋(武汉大学电子信息学院,湖北武汉430079)摘要:随着手持设备的广泛应用,为了满足系统设备的低功耗要求,设计了基于单片机MSP430、数字频率源LTC6903、开关电容滤波芯片MAX262的低功耗程控滤波器。

系统采用单片机控制数字频率源芯片LTC6903提供步进可调的时钟信号,以实现对滤波器截止频率的灵活调节和滤波类型的转换。

该系统改善了传统有源滤波器器件参数设计困难,截止频率等参数难以灵活控制和调节的问题。

与传统有源滤波器相比,可以完成低通、高通、带通、陷波功能的转换,滤波器Q 值范围0.5~8程控调节,截止频率在100Hz~40kHz 之间100Hz 步进可调。

此外,系统在3.3V 的供电条件以及单片机的ShutDown 模式下,比一般的程控滤波器具有更低的功耗。

关键词:可编程;开关电容滤波器;单片机;幅频特性测试中图分类号:TN713文献标识码:A文章编号:1674-6236(2011)04-0179-03Design of programmable filter based on MSP430and MAX262HE Ming ,QIAO Long -fei ,XU Peng(School of Electronic Information ,Wuhan University ,Wuhan 430079,China )Abstract:With the widely application of portable devices ,in order to meet the low power consumption demand of systems equipment ,a low -power programmable filter was designed based on microcontroller MSP430,digital frequency source chip LTC6903and programmable switched capacitor filter chip MAX262.This system used digital frequency source chip LTC6903to provide an adjustable clock ,which realized the flexible adjustment of filter cutoff frequency and filter types.The system had overcome the parameter design problems of traditional active filters ,and the problem of that flexible cut -off frequency and other parameters are difficult to pared with the traditional active filter ,it also has functional shift of low pass ,high pass ,band pass and trap.Q value of the filter is programmable from 0.5to 8,and cutoff frequency is adjustable from 100Hz~40kHz.In addition ,with the 3.3V power supply condition and the MCU ShutDown mode ,this system has lower power consumption than the common one.Key words:programmable ;switched -capacitor filter ;microcontroller ;amplitude -frequency test收稿日期:2010-09-18稿件编号:201009061作者简介:何明(1988—),男,广东广州人。

基于MAX262的程控滤波器设计

基于MAX262的程控滤波器设计

基于MAX262的程控滤波器设计1 引言MAX262 为双二阶开关电容有源滤波器,可通过单片机SPI 总线精确控制滤波器的传递函数。

独立编程设置其中心频率和品质因数来实现智能控制,并且可通过附带的滤波器设计软件任意改善滤波特性。

该系统设计是由放大器、滤波器、幅频特性测试模块、椭圆滤波器和控制模块等部分构成,采用AD603 与MAX262 相结合,实现任意增益设置以及满足高、低、带通滤波参数的要求。

2 系统设计方案该系统方案如实验增加了幅频特性测试仪,其信号发生部分采用Altera公司的FPGA EP1C6T144C8,利用DDFS 技术产生频率范围为100 Hz~200 kHz 的扫频信号,频率步进可精确到1 kHz 内。

信号送入被测网络,输出通过AD637 得到信号的真有效值,采用A/D 进行采集并发送回单片机进行处理,在液晶显示屏上可画出系统的幅频特性该系统设计采用两片AD603 顺序连接,两极间以电容耦合。

由于一片AD603 在已定制的模式下增益为-lO dB~30 dB。

带宽为90 MHz,故级联方式可使增益达到-20 dB~60 dB,控制电压为0 V~2 V。

该控制电压由单片机控制8 位A/D 转换器ADC0832 产生,其精度可达2V/256=0.007 812 5 V,增益精度可达0.312 5 dB。

因此,完全可满足系统发挥部分中增益60 dB,步进10 dB 的要求。

3.2 MAX262 模块采用MAX262 双滤波器级联构成四阶程控滤波器,输入脉冲是由单片机的ALE 通过十六进制计数器进行十六分频所提供的。

MAX262 的低通滤波传递函数为:式中,fCLK 为输入脉冲频率,fo 为中心频率,N1 为F0~F5 对应的十进制。

max262——1

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MAX262 原理说明2011-04-30 13:56:48| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅2 多频段切比雪夫型带通滤波器2.1 MAX262简介MAX262作为MAXIM公司推出的双二阶通用开关电容有源滤波器,其中心频率范围为1.0 Hz ~140 kHz,输入时钟最大为4 MHz,可以通过微处理器精确控制滤波器的传递函数,利用对中心频率和品质因数的编程设置,实现64级中心频率、128级品质因数的智能控制,并且可以通过附带的滤波器设计软件,任意改善滤波特性。

其工作原理图如图2所示。

与此同时,硬件电路采用CMOS工艺制造完成,无需外部元件即可构成各种带通、低通、高通、陷波及全通滤波器。

MAX262内部有2个二阶滤波器A和B,它们可以单独使用,也可级联成四阶滤波器使用。

每个滤波器组件都有其各自的输入时钟fCLK、独立的中心频率fO和品质因数Q。

实际滤波器的中心频率fO 由滤波器的输入时钟频率fCLK、6位中心频率控制字(F0~F5)和工作方式(M0,M1)三者共同确定。

每个组件的品质因数Q是由7位控制字(Q0~Q6)独立设置的。

外部时钟分别从引脚CLKA、CLKB引入,对外部时钟无占空比要求。

但需要注意的是,在MAX262滤波器的内部,其采样速率是输入(CLKA或CLKB)的一半。

2.2 在8通道声发射监测仪中的应用2.2.1 硬件设计在声发射监测仪的信号采集模块中,通过单片机C8051F020改变MAX262的控制字和工作方式来实现不同截止频率之间的切换。

滤波模块的硬件电路如图3所示。

MAX262内部的两个二阶滤波器是完全独立的,利用MAX262内部的滤波器A实现低通滤波,滤波器B实现高通滤波,再将两个滤波器级联起来,以实现满足系统设计要求的四阶切比雪夫型带通滤波器。

由于低通三档和高通三档所要求的截止频率都是低频且间隔宽,所以针对不同的截止频率和工作模式,在不超过MAX262的比率的范围情况下,必须提供多种不同的时钟频率。

基于MAX262的可调增益程控滤波器设计

基于MAX262的可调增益程控滤波器设计

基于MAX262的可调增益程控滤波器设计缑新科;常改苗【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2012(34)2【摘要】In this paper,basic principle and implementation plan of the gain adjustable programmable control filter is introduced. The author has given a specific circuit and flow chart, introduced the filter circuits technology based on MAX262, the controller uses single chip to control the gain and the programmable control filter. At the same time, cooperating the keyboard and the show part to fulfill the enactment. The system can amplify and process the weak signal with noise and interference. Finally, a design example has given.%介绍了一种可调增益程控滤波器的基本原理与实现方案,给出了具体电路及流程图.引入基于MAX262的滤波电路技术[1],以单片机为控制器来编程控制放大增益和滤波频率,同时配合键盘和显示部分完成设定和显示当前的设定,能够对带噪声的微弱信号进行放大和处理.最后给出了一个设计实例.【总页数】3页(P68-70)【作者】缑新科;常改苗【作者单位】兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TN713【相关文献】1.基于MAX261 的增益可调程控滤波器设计 [J], 卢贶2.基于MAX262和单片机的程控滤波器设计 [J], 魏武;苏波晓;潘彩梅3.基于MAX262的程控滤波器设计 [J], 孙锴英;李松;张帆;曹阳4.基于AT89C51和MAX262的程控滤波器设计 [J], 曾菊容5.基于单片机的程控可调滤波器设计 [J], 孙超林; 徐伟业; 缪啸宇; 王玉龙; 商晨; 李泓铂; 李璐因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于MAX262的程控滤波器的研制

基于MAX262的程控滤波器的研制

基于MAX262的程控滤波器的研制0 引言随着科学技术的进步,单片机及相关电子技术飞速发展,应用领域不断拓展。

利用单片机和滤波芯片实现高性能的程控滤波器,对宽动态范围的信号进行滤波,在工程领域应用十分广泛。

1 系统组成系统由单片机、放大电路、滤波器、键盘和液晶显示电路组成,硬件结构框图如图1 所示。

1.1 单片机系统系统采用AT89S52 作为控制核心,配备键盘和液晶显示电路。

AT89S52 是Atmel 公司新推出的一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,它具有以下标准功能:8k 字节Flash,256 字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。

其性能完全可以满足系统的要求。

键盘用于设定滤波器的中心频率和品质因数。

液晶显示采用OCMJ4X8A 液晶显示屏,它内带汉字字库,可以方便地显示汉字及图形;可以同时显示4行8 列个单元,可以一次显示系统所有状态信息;显示的内容不需要刷新,节省了单片机的资源;电路结构简单,便于控制,功耗低。

1.2 放大电路的设计系统采用两片AD603 顺序连接,两极间以电容耦合。

由于一片AD603 在已定制的模式下增益为-10~30dB,带宽为90MHz,故级联方式可使增益达到- 20~60dB,控制电压为0~2V。

该控制电压由单片机控制8 位A/D 转换器ADC0832 产生,其精度可达2V/256=0.0078125V,增益精度可达0.3125dB。

因此,可以系统实现增益60dB,步进10dB。

1.3 滤波器的设计程控滤波电路采用可编程滤波芯片MAX262。

MAX262 是CMOS 型双二阶通用开关电容有源滤波器。

两个二阶滤波器A 和B 分别有两个开关电容滤波网络(SCN),并且相互独立,既可以单独使用,也可以级联,方便地实现四阶滤波。

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GD N
由 图 2可 知 ,
收稿 日期 :2 1 0 2 0 1— 6— 0
6 E e tc I t ma in 8 lcr a Auo t i o
式 ( ) 放大 电路 1为
图 2 AD 5 0与 A 8 6硬 件 连 接 图 72 D2

电子 电路 设 计 .
作 。芯 A 8 C 2P T 9 5 1日控制该电路 , 片机使用 P . P . 单 10~ 15口和 P. 17把数据 存入 5 H 3 3存 储 器 中, 4 C7 然后 发 送到 MA 2 2 X 6 。为 了实现带宽为 3 5 H 的带通滤波 只需 通过设置相应 的参数 O一 0k z
微弱信号进行放大和处理 。最后给 出了一个设计实例。
关 键 词 :可 调 增 益 ; 控 滤 波 器 ; X 6 ; 片 机 程 MA 2 2 单
[ 中图分类号 ]T 7 3 [ N1 文献标志码 ]A [ 文章编号 ]10 0 0—38 (0 2 0 0 6 0 86 2 1 )2— 0 8— 3
的微 弱信 号为 目的 , 以该 系统 的设计原理是先放大输入信 号 中 所 的微弱信 号 , 然后对 噪声 和干扰 进行过 滤 , 后通过对 信号 强度 最 大小 和噪声 干扰频 率的鉴别 , 重新使用键 盘输入设 置滤 波器频率 和系统 的增益 等进 而显示出当前值。
为了实现上述设计 , 系统 由三 大部分 程控放 大部 分 、 控滤 程 波部 分 、 键盘和显示部分组成 , 以 MA 2 2为基础 , 合单片机 它 X6 结

内含 8K B的 Fah 2 6B的 R M、2线 的 IO 口、 l 、5 s A 3 / 3个 1 6位定时 器/ 数器 、 计 6向量两级 中断及 1 双工 串行 口。另外 , 个 支持 软件
选择的节 电运行和空 闲两种工作方式 的 A 8 C 2, T 9 5 具有静态逻 辑
环 检 测 键 盘 的 输
入 来 控 制 程 控 滤 波 部 分 的 频 率 和 程 控 放 大 部 分 的 放 大倍 数 , 而使 从 显示 系 统 显 示 出 键 盘 输 入 的 给
定值 。
图 1 系统 原 理 框 图
2 系 统 放 大 设 计
对输 入信 号进 行放 大则 要求 程控 放大部分按照给定 的增益 ,
构成 。
A 8 6运算放大器和 两种元 件组 合 而成 。A 72 D2 D 5 0的内部 由 1 0 个可编程模拟开 关控 制 的电 阻网络 集成 而成 H , D 2 A 86具有 较 J
大 的输 出 驱 动 能
力 和 5 Hz的 增 0M
1 系统设计思想
系统 以过滤掉存 在于信号处 理系 统输入 的信 号 中噪声 干扰
A s at:nti pprbs r c l a dipe et i l fh i  ̄ s bepormm b ot l l rsnrd cd T eato a b t c I s ae,ai pi i e n l na o pa o eg na ut l rga al cn o ft t u e . h u r s r h c n p m m tn n t a a e r e ii o i h h g e pc cc cia df wcat it d cdteft i ut t h o g ae nMA 2 2 tecn o e sss  ̄ hpt i nasei i ut n o hr, n o ue lr r i c nl ybsdo X 6 。h ot l r e i ec i o v i f r l r h i e c c se o r l u n
《 电气 自动化) 02年第 3 卷 第 2 21 4 期
Ee t nc Ci utD sg lc r i o r i e in c
输入与输 出的关系式 。如 BTN取 … 时 , I 1’ 可得 A N是 1 相反 则 , A N是 0 所 以模拟开关 s , 1一¥0控 制位 BTN(N从 I到 1 ) 1 I 0 决 定A 1到 AI O的取值 。
( )每个二 阶滤波器部 分的 中心频率 , 2 Q的系数 由第一步获取 的
就能完成 。下载各类关于滤波器 的程序 , 单片机可与计算 机相连 接 , 网络 中实现程序下 载 , 用程序控 制来设 置滤波 器 的工作 在 使 方式 、 品质 因数和 中心频 率是 X 5 4 2 05芯片组成 抗干扰 电路的工 作原理 。
时 , 以算 出 1 的放大 , 为 0d ; 可 倍 则 B 当是 9 时 ,0倍 放大 , 8H 1 则
() 1
功能。当系统运行到零 频率 , C U暂 停运行 , 许 中断 系统 、 使 P 允 串行 V 及 R M、 时/ I A 定 计数 器继 续工 作 , 出现掉 电 , 片 内振 如 则 荡器停 止运 行 , 系统停止运行 时钟 , 所有功能都将停止 , 存下来 保 只有片 内 R M 的 内容 , A 只有复位 硬件后该 电路 才能恢 复正常工
7 05 ) 3 0 0

要 :介绍 了一种可调增益程控滤波器的基本原理与实现方案 , 出了具体 电路及 流程 图。引入基 于 MA 2 2的滤 波 电路技术 , 给 X6 以单片机为控制器来 编程控制放大增益和滤波频率 , 同时配合键盘 和显 示部分完成设 定和显示 当前的设定 , 能够对 带噪声 的
由式 ( ) 1 可得 出 , 1~1 2 在 4的范 围 内, 0 放大 倍数 可 以任意 调整 , 如更 改 BT ~BT 0相 对应 的逻 辑状 态 , 使其 放大 倍数 I1 I 1 可
发 生改变并 由公式 计算 出结 果 。例 如 : BT 当 I 1~BT O是 调增 益 的程 控
放大 电路 采 用 1 0位 D /A 转 换 器 A 7 2 D 5 0内 部 电 阻 网 络 和
作, 芯片内含两个二阶滤波器 , 照程序控 制 中心频率 , 和工 按 Q值
作模式 , 通 、 通 、 通 和 带 阻等 滤 波 器 是 由其 他 外 围 元 件 低 高 带
嵋V
两个二 阶滤波器组成芯片 , 中心频率 , 和工作模 Q值
式 由程 序控制 , 片的原理 图如 图 3 芯 。对 M X 6 A 22编程 时应严 格 按照表 1的地址 数据格式写入 。具 体设 计可分 以下 3个步 : 1 () 滤波器类 型和极点个数 以 P Z程序选择 , 此为依据设计滤波器 ; 依
D sg f h i Adu tbe P o rmma l Co t l i rB s d o X 6 e ino eGan jsa l rga t be nr l a e n MA 2 2 o Ft e
GOU n- e, CHANG imio Xi k Ga — a
高通 、 带阻和 全通 滤波器的设置 的通用开关 电容有源滤波器 芯片
M AX26 5 2_]

3 2 软 件部 分设计 .
软件部分使用汇 编语 言。 由表 1可知 为 了完 成 电路 中滤波 器 的中心频率 、 品质因数 和工 作模式 , 需要 的编程 数据设 置均 需 分 8次写入 MA 2 2的内存 中。具体软件程序 的过程如 图 5 X6 。
c nr lte g i n h r ga o t h an a d t e p o rmma l o t l f tr A h a i ,c o e ai g t e k y o r n h h w p r t ufl t e o be c n r l . t te s me t o ie me o p r t h e b a d a d t e s o a t o f l l h n i e a t n .T e s se a mp i n r c s h e k sg a i os n n ef r n e i a y,a d sg x mp e h s gv n n cme t h y t m c n a l y a d p o e st e w a in lw t n ie a d it r e c .F n l f h e l e in e a l a i e .

( o eeo l tcl n f r ai n ier g L nh uU i  ̄ t o cn l y L nh uG nu7 0 5 C i ) C l g Ee r a dI om t nE gne n , a zo nv i T h oo , a zo a s 3 0 0, hn l f ci a n o i e yf e g a
益带 宽 积 , 元 件 两
可 以 实 现 系 统 对
B T9 I B T8 I B T7 I I ut1 o VO
放 大 普 通 信 号 的
要 求。综 上 所 述 ,
B T6 I B T5 I
BT I BT I BT I BI T
I ut o 2
为 2 B 0d 。为 了实现程 控增 益 的 目的 , 只要将 A 7 2 D 50管脚 B T IO

B四 和单片机 I 口P . I /O 10一P . ,P . P . 依 次相连 , 17 2 O~ 2 1 根
据 程序控制单片机输 出状 态就可完成 。
3 系统 滤 波设 计
为了实现对放大信号 的滤波处理 , 程控滤 波部 分采用允许 微 处理器 精确控制滤波器 , 不需任何外 围设备就 可实现带通 、 低通 、
程 控 增 益 部 分 电
路使 用 A 7 2 D 5 0和
A 86 组 成 的 硬 D2
8 C 2为控制器 , 95 将这 三部 分组合成 一个可调增 益程控滤 波信号
处理电路 , 电路原 理如图 1 。实验原理是通过单 片机 8 C 2循 95
件 连接 图如 图 2
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