一种实用型程控滤波系统的设计_胡涛
程控滤波器的设计 - 电子芯片应用技术
程控滤波器的设计 - 电子芯片应用技术1 引言滤波器就是选频电路，可答应一部分频率的信号通过，而抑制另一部分频率的信号，它在数据采集、信号处理和通讯系统等领域具有重要作用。
这里提出一种基于开关电容有源滤波器的程控滤波器，可自由选择低通、高通和带通模式，也可步进调节滤波器通带截止频率和放大器增益。
该程控滤波器设计本钱低、实现简单，可广泛应用于数字信号处理、通讯、自动控制等领域。
2 系统设计方案该系统设计由可控增益放大器、程控滤波器、椭圆滤波器和幅频特性测试仪4部分组成。
图1为其系统总体设计框图。
图1中，可控增益放大器部分是以AD603作为核心器件，实现0～60 dB之间的增益调节。
AD603为低噪声精密可变增益放大器，温度稳定性高，其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成，加在其梯形网络输进真个信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量由加在增益控制接口的参考电压决定；其增益与控制电压呈线性关系，通过单片机控制，而由D／A转换器产生精确的参考电压来控制增益，从而实现较精确的数控，同时可降低干扰和噪声。
程控滤波器部分采用开关电容滤波器实现。
开关电容滤波器是由MOS开关、MOS电容和MOS运算放大器构成的集成滤波器，其开关电容组在时钟频率的驱动下，可等效成1只与时钟频率有关的等效电阻R=1／2πCfc。
其中C 为开关电容组的电容,fc为滤波器时钟频率。
当用外部时钟改变fc时，等效电阻R改变，从而可改变滤波器的时间常数，也改变滤波特性。
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需要A／D、D／A转换，这样简化电路设计，进步系统的可靠性。
该系统采用集成的开关电容滤波器MAX297实现低通滤波，采用MAX263实现高通滤波。
利用电感和电容可搭建各种类型的滤波器该系统利用无源LC滤波器技术，参照滤波器设计手册相关参数，比较轻易地实现较理想的四阶椭圆低通滤波器，采用有源RC滤波器实现带通滤波器。
程控滤波器设计
程控滤波器设计一：设计要求：设计一款有源滤波器,要求截止频率可调。
二：设计思路系统总体设计包括数字和模拟两大部分。
其中模拟部分主要采用巴特沃斯滤波器，截止频率2f s，因此R1,R2及C1,C2的变化可以相应改变系统的截止频率，本设计主要通过改变R1,R2的值达到控制目的。
数字部分CD4052是转换开关，可以对输入量进行选择输出，因而可将四组固定电阻接到CD4052的输入端，通过单片机8051控制A,B 口实现对四组电阻的选择。
三、总电路图的设计1、新建一个项目工程文件并命名为Filter.PrjPCB 。
1）由于库里没有8051和LCD1602等元器件，可以从网上下载库文件，放到文件库文件夹，也可以根据资料先画出它们的引脚图和封装。
在Filter.PrjPCB 中新建一个元器件库文件并命名为lvbo.SchLib 。
做完后效果如图：同样在Filter.PrjPCB 中新建一个元器件封装文件并命名为lvbo.PcbLib 。
点击它，在该面板编辑器上，选择Tools/New Component,启动元器件封装向导，按要求完成8051的封装设计，该封装命名为MyDIP40，描述为8051.同理完成LCD1602的引脚图设计，并保存在lvbo.SchLib 。
结果如上图所示。
2）在回到8051的引脚编辑器中，点击左下角的SCH Library ，编辑8051，add Footprint ，选择lvbo.PcbLib ，即完成了简单的增添封装。
而对LCD1602增添封装时。
设置library path ，然后添加Browse/find 1602即可。
3)按照要求画出总的原理图：在该项目工程文件下新建一个原理图文件并命名为lvbo1.SchDoc。
对原理图中一些器件连接的说明：1此原理图使用了较多的网络标签；2放大器选用LM324；双路双刀四掷开关选用CD4052BC,EN为使能端，A、B 通过单片机P1.3和P1.4脚的输出可以选择四组不同的电路；3 单片机部分：左半部分主要为晶振和复位电路，P0口连接CLD1602输出，开关控制P1口，闭合S1时，P1口的状态为0111xxxx，闭合S2时，P1口的状态为1011xxxx，闭合S3时，P1口的状态为1101xxxx，闭合S4时，P1口的状态为1110xxxx，从而四种状态控制P1.3和P1.4的输出。
一种实用型程控滤波系统的设计
一种实用型程控滤波系统的设计作者：胡涛杜宇人史志锋来源：《现代电子技术》2008年第19期摘要：提出了一种程控滤波系统的设计方法，利用单片机对测量放大器的放大部分和滤波器的截止频率进行智能化设计，信号发生器产生输入信号，键盘输入要设置的参数，观察输出波形并测量数据。
在信号频率动态范围不是很宽的场合，应用该方法设计出来的滤波系统不仅测量精度较高，成本低，而且实现简单，具有较好的实际应用价值。
关键词：有源滤波器；程控滤波；放大器；单片机中图分类号：TN713文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)1905403Design of a Programmable Filtering SystemHU Tao,DU Yuren,SHI Zhifeng(College of Information Engineering,Yangzhou University,Yangzhou,225009,China)Abstract：The paper introduces a method for programmable filtering system.The single chip computer is used for center controller,designing the enlarge part of instrumentation amplifier and the cutoff frequency of filter.Input signal is generated from signal generator,keyboard inputs the setting parameters,observes the output waveform and measures data.The filtering system with this method not only has better measurement accuracy and low cost but also is easy to realize.It is the same with the occasion of the frequency signal which is not very wide dynamic range.Keywords：active power filter;programmable control filtering;amplifier;single chip computer1 引言滤波是数据采集，信号处理，通信系统和工程测试等领域的重要环节，如A/D采样前的抗混叠滤波和D/A转换后的平滑滤波。
一种程控滤波器的设计
一种程控滤波器的设计徐逢秋，徐安莹，袁丁（武汉大学电子信息学院，湖北武汉430079）摘要：该系统以单片机为控制核心，结合双二阶环路滤波器的基本原理，使其同时具备低通、高通、带通、带阻滤波器的功能，利用DAC 等效为可变电阻，实现了滤波器参数的程控。
该系统可通过键盘设置滤波器的种类、截止频率和Q 值，低通、高通滤波器截止频率以及带通、带阻滤波器中心频率可预置范围为100Hz~50kHz ，Q 值范围为0.5~5。
系统采用矩阵键盘和LCD 液晶显示，人机交互界面友好。
关键词：程控滤波；双二阶环路滤波；可变电阻；截止频率；品质因数中图分类号：TN713文献标识码：A文章编号：1674－6236（2010）07-0198-02Design of programmable filterXU Feng -qiu ，XU An -ying ，YUAN Ding（School of Electronic Information ，Wuhan University ，Wuhan 430079，China ）Abstract:The system had single -chip severe as its controlling core.With the principle of doubled second -order loop filter,the filter had the function of low -pass ，high -pass ，band -pass and band -stop.The DAC is equivalent to programmable variable resistor which realizes the parameter of filter is controlled by program.The type ，cut -off frequency and Q quality factor of the filter all could be set by keyboard.The cut -off frequency of low -pass and high -pass filter as well as the center frequency of band -pass and band -stop filter could be preplaced between 100Hz and 50kHz.The value range of Q quality factor is from 0.5to 5.The system adopts matrix keyboard and LCD ，along with a friendly human -computer interaction interface.Key words:programmable wave filtering ；doubled second -order loop filter ；variable resistor ；cut -off frequency ；quality factor测量系统从传感器拾取的信号中，往往包含有噪声和许多与被测量无关的信号，并且原始的测量信号经传输、放大、变换、运算及各种其他的处理过程，也会混入各种不同形式的噪声，从而影响测量精度。
程控滤波器设计与总结报告
程控滤波器设计与总结报告程控滤波器设计与总结报告摘要本设计采用以AT89C52单片机为核心的单片机系统、DDS芯片、基本放大电路以及开关电容滤波器实现了信号源频率、放大倍数、滤波器频率均可按一定步进调整的功能，键入放大倍数和滤波器频率都可直接数码显示的功能。
该系统由三个模块电路构成∶程控放大器电路、程控滤波器电路和信号源电路。
以低噪声、精密控制的可变增益放大器AD603为核心设计程控增益放大器，其最大增益误差为0．5 dB。
满足高精度要求，其增益(dB)与控制电压(V)成线性关系，因此可使用单片机控制D／A输出电压改变放大器增益，同时减少噪声和干扰；通过8254产生可变方波信号并送入MAX262,同时改变其控制字以及地址，决定滤波器的截止频率fc；改变DDS芯片AD9850的控制字产生不同频率的方波。
关键词：程控滤波器,单片机,DDS技术,放大器系统总体框图框图1系统总体框图该设计以51单片机为核心实现了信号源输入频率、放大倍数、中心频率均可按一定步进调整的功能，键入输出放大倍数和滤波器中心频率都可直接数码显的功能。
系统原理框图如图1-1所示，总体电路图如图1-2所示。
图1-1 系统原理框图图1-2 总体电路图2 2 核心电路原理图核心电路原理图核心电路原理图2.1 2.1 信号源部分信号源部分信号源部分AD9850采用CMOS 工艺，其功耗在3.3V 供电时仅为155mw,扩展工业级温度范围为-40～80o C，采用28脚SSOP 表面封装形式。
AD9850内含可编程DDS 系统和高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成。
其中，各标号线均接到单片机，由单片机来控制AD9850, 改变其控制字从而产生不同频率的正弦波，作 为整体电路的信号源，电路如图2-1所示。
图2-1 信号源电路原理2.2 2.2 程控放大部分程控放大部分程控放大部分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一10 dB～30 dB，带宽为90 MHz，故级联方式可使增益达到-20dB～60dB，控制电压为0 V～2 V。
程控滤波器设计 采用凌阳16 位单片机(SPCE061A)作为控制核心 大学生电子设计竞赛一等奖
摘要：本系统采用凌阳16 位单片机(SPCE061A)作为控制核心，实现程控滤波器方案。
系统参数的设定通过键盘输入，控制器通过比较键盘输入值可以自动控制放大器的电压增益和滤波器的截止频率及高通或者低通电路；通过人机界面实现了程控滤波器的截止频率在1k~20kHz范围内步进1kHz，电压增益在40dB基础上实现了10dB步进可调，无明显失真，且它们误差都小于5%；人机接口采用液晶显示器，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能。
语音播报由凌阳单片机自带的语音模块来实现；在软件控制上采用前后台结构。
在此基础上完成了四阶椭圆低通滤波器及幅频特性测试仪的制作，符合题目要求。
关键词：程控滤波器，电压增益，截止频率，LCD，椭圆滤波器,集成运放Abstract：This system use Sunplus 061A as control core, carrying out a project of programmable filter. System parameters set by keyboard input, keyboard controller by comparing the input voltage can gain control amplifier and filter cut-off frequency and high-pass or low-pass circuit . Through the interface of the program - controlled filter cutoff frequency in 1k ~ 20kHz within Stepping 1kHz, the voltage gain 40dB based on a 10dB step adjustable, and no obvious distortion, and their errors are less than 10%; human-machine interface using LCD,control interface intuitive and simple, with good the interactive performance. Current status and voice broadcast is complete tasks, and other functions, Sunplus voice broadcast by the MCU's own voice module to achieve; Software control in Taiwan before and after the use of the structure. On the basis of this four completed the order elliptic low pass filter and amplitude and frequency of testing for the production, the subject request.Key word：Programmable Filter,Voltage Gain, Cutoff frequency,LCD, Elliptic filters，operational amplifier1.系统方案选择与论证1.1 系统总体方案的论证负载不影响滤波特性，从而提高电路的精度，我们选用优于无源滤波器的有源滤波器。
基于单片机及FPGA的程控滤波器设计与实现
基于单片机及FPGA的程控滤波器设计与实现
滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，可用于对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除。
它在电子领域中占有很重要的地位，在信
号处理、抗干扰处理、电力系统、抗混叠处理中都得到了广泛的应用。
而对
于程控滤波器，该系统的最大特点在于其滤波模式可以程控选择，且-3dB截
止频率程控可调，相当于一个集多功能于一体的滤波器，将有更好的应用前景。
此外，系统具有幅频特性测试的功能，并通过示波器显示频谱特性，可
直观地反应滤波效果。
1方案论证与选择
1．1可变增益放大模块的设计与论证
方案1：数字电位器控制两级INA129级联。
用FPGA控制数字电位
器DS1267使其输出不同的阻值，作为高精度仪表放大器INA129的反馈电阻。
通过控制数字电位器来改变INA129的放大倍数，从而实现放大器的增益可调。
程控滤波器实验模块设计
制 电路组 成 。每个 数 字 电位 器 由 １个 ＷＣ Ｒ， ４个 非 易失 性数 据 寄 存 器 （Ｒ ０， Ｒ １ ， Ｒ ２ ， Ｒ ３ ） 、 模 拟 开 关 和
电阻 串组 成 ¨ 。
２ ） Ｌ Ｍ３ ５ ８运 放简介
Ｘ ９ ２ ４ １ 是 一 款 经 典 的 程 控 电位 器 ， 其 内置 ４组 预先 设 定最 大 阻值 的电位 器 ， 每个 电位器 由 ６ ３个 固 定 阻值 电阻 串联 组成 ， 同时 内置 ６ ４个 Ｃ ＭＯ Ｓ管开关 和 一 个 控 制 寄 存 器。 电位 器 实 际 阻值 由 ６ ４个 Ｃ ＭＯ Ｓ管 的开 关 状 态 确 定 ， 可实现 ６ ４级 阻值 调 节 。 Ｃ ＭＯ Ｓ管 的控 制 管 理 由控 制 寄 存 ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８— ３ ７ ２ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ｌ １
程 控 滤 波 器 实 验 模 块 设 计
张 跃 灵
（ 沈阳职业技术学 院 计算机 学院 ， 辽 宁 沈阳 １ １ ０ ０ ２ １ ）
为 了解 决 以上 问题 ， 程控 滤 波 器 的 产 生有 着 极
程 的选择 加大 了器 件 的使 用 范 围 。在 滤波 器 中 ， 主 要应 用 两个 １ ０ ｋ阻值 的 电位 器 。
Ｘ ９ ２ ４ １由 ４个相 同数字 控 制 电位器 、接 口和控
其 重要 的意 义 。当输 入 信 号 幅度 变 化 时 ， 通 过 前 级 程 控增 益 放大 模块 实 现对增 益 的精 确控 制最 终使 输 出信 号 幅度 基 本保 持 稳 定 ； 而对 于输 入 信 号 频 率 的 改变 ， 利用 微 控制 器对 程控 滤波 器进 行 编程 设置 后 ， 可 实 现 中心 频 率 、 品 质 因数 可 调 可 控 的 高 、 低 通 滤 波， 并 可形 成 负反馈 ， 对 信号 进行 闭环控 制 。程控 滤 波器 不仅 能线 性调 节 ， 提 升精 确度 还 避 免 了传 统 有
控制系统设计与优化中的最优滤波器设计
控制系统设计与优化中的最优滤波器设计最优滤波器设计在控制系统设计与优化中的重要性在控制系统设计与优化中，滤波器的设计起着至关重要的作用。
滤波器是一个能够去除或改变信号中某些频率分量的设备或算法。
在控制系统中，滤波器用于消除不必要的噪声、削弱信号中的干扰以及使信号趋于平滑。
具备优秀性能的滤波器设计可以提高系统的精度、稳定性和鲁棒性。
一、滤波器的基本原理与分类滤波器可以基于不同的设计原理对信号进行处理。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器允许低频信号通过，而削弱高频信号。
高通滤波器则相反。
带通滤波器可选择某个频率范围内的信号通过，而削弱其他频率的信号。
带阻滤波器则是削弱某个频率范围内的信号。
二、最优滤波器设计的概念最优滤波器设计是指在滤波器设计中寻找一个最佳的方案，使得目标信号在滤波器的处理下得到最优的效果。
最优滤波器设计可以从多个方面进行优化，包括频率响应、相位响应、群延迟、陷波特性、阻带衰减等。
通过选择适当的设计参数和优化算法，最优滤波器设计可以使得系统性能达到最佳。
三、最优滤波器设计的数学模型在进行最优滤波器设计时，数学模型是不可或缺的。
常见的数学模型包括有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器。
FIR滤波器通过有限个延迟单元以及线性加权系数来处理输入信号。
IIR滤波器则包含反馈路径，能够在更小的滤波器阶数下实现更好的频率响应。
四、最优滤波器设计的优化方法最优滤波器设计可以借助于不同的优化方法来实现。
其中，最常见的优化方法包括频域方法和时域方法。
频域方法使用离散傅立叶变换（DFT）和离散余弦变换（DCT）等技术，在频域上对信号进行分析和处理。
时域方法则通过极小化均方误差（MSE）或最小二乘法等技术，在时域上对信号进行滤波处理。
五、最优滤波器设计的应用领域最优滤波器设计在控制系统设计与优化中有广泛的应用。
在图像处理领域，最优滤波器设计可以提高图像的清晰度和噪声抑制能力。
GPS导航滤波器的设计
GPS导航滤波器的设计
李洪涛
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】1995(000)006
【摘要】本文基于卡尔曼滤波的理论，在分析GPS导航滤波器的基础上，应用UDUT分解法和自适应过程，设计了一个实际不发散且运算速度快的卡尔曼滤波器，并已成功地应用于GPS接收机中。
【总页数】4页(P43-46)
【作者】李洪涛
【作者单位】船舶系统工程部
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.GPS/FOG组合导航系统自适应滤波器设计 [J], 李方能;曾鹏
2.INS/GPS姿态组合导航系统卡尔曼滤波器设计 [J], 胡东亮;罗斌凤
3.基于伪距伪距率的GPS/SINS组合导航系统联邦滤波器设计 [J], 王朝光;万彦辉
4.MEMS-IMU/GPS组合导航中的多模态Kalman滤波器设计 [J], 唐康华;吴美平;胡小平
5.GPS/INS超紧组合导航滤波器的优化设计 [J], 张希;缪玲娟;沈军;邵海俊
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一种实用型程控滤波系统的设计胡 涛,杜宇人,史志锋(扬州大学信息工程学院 江苏扬州 225009)摘 要:提出了一种程控滤波系统的设计方法,利用单片机对测量放大器的放大部分和滤波器的截止频率进行智能化设计,信号发生器产生输入信号,键盘输入要设置的参数,观察输出波形并测量数据。
在信号频率动态范围不是很宽的场合,应用该方法设计出来的滤波系统不仅测量精度较高,成本低,而且实现简单,具有较好的实际应用价值。
关键词:有源滤波器;程控滤波;放大器;单片机中图分类号:T N713 文献标识码:B 文章编号:1004-373X (2008)19-054-03Design of a Programmable Filtering SystemHU Tao ,D U Yuren ,SH I Zhifeng(College of Info rm ation Eng ineering ,Yangzhou Unive rsity ,Yangzhou ,225009,China )Abstract :T he pa per introduces a method fo r pr og rammable filtering sy stem .T he single chip compute r is used fo r center co ntro lle r ,desig ning the enla rge par t of instrumenta tion amplifier and the cutoff frequency o f filter .I nput sig na l is g ener ated fro m signal g ene rato r ,keyboa rd inputs the setting pa rameters ,o bser ves the o utput w avefor m and measures da ta .T he filtering sy stem with this me tho d not o nly has better measurement accuracy and low co st but also is easy to r ealize .I t is the same w ith the o ccasio n o f the frequency sig nal which is not ve ry w ide dy namic range .Keywords :active pow er filter ;pro gr ammable co ntro l filtering ;amplifier ;single chip computer收稿日期:2008-03-18基金项目:国家自然科学基金项目(20299030);扬州大学自然科学基金项目(KK0313090)1 引 言滤波是数据采集,信号处理,通信系统和工程测试等领域的重要环节,如A /D 采样前的抗混叠滤波和D /A 转换后的平滑滤波。
滤波网络的理论逼近问题早在二十世纪三四十年代就已解决,但滤波器的综合技术由于其网络元件参数的实际选择和调试问题的难度,一直没有长足的发展。
近年来虽然有开关电容式专用集成芯片问世,但其价格不菲,电路的噪声也很大。
在信号频率动态范围不是很宽的的场合,可以采用多种截止频率的滤波器,用程控方法对频率动态范围的信号进行滤波。
本文提出了一种程控滤波系统的设计方法,采用电阻、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率的改变,采用RC 有源滤波器电路设计,这样的实现电路较简洁,精度高而且调试方便,成本低。
2 放大电路设计根据设计要求,需要实现60dB 增益指标和40kH z 带宽,用一级运放很难达到这样的带宽增益积,因此放大电路由两级运算放大器和模拟开关控制的电阻网络组成,如图1所示。
采用同相放大器有较高的输入阻抗。
前级放大器A1增益选的较高为40dB ,可以提高切换部分的信噪比,后级A2增益为20dB 。
OP37的运放可以满足带宽增益积的要求,由于是交流放大器,失调电压没有影响,不必加平衡电阻以简化电路。
图1 放大与增益调整原理图切换开关选用8档的模拟开关CD4051。
按10dB 间隔,可以实现的增益分别为60dB ,50dB ,40dB ,30dB ,20dB ,10dB ,0dB ,-10dB 。
10dB 增益衰减对应放大倍数3.16228倍,可得到如下的电阻计算公式:R 1+R 2R 1=3.1622854通信设备胡 涛等:一种实用型程控滤波系统的设计R 1+R 2+R 3R 1+R 2=3.16228 以此类推,可得到其他电阻的值的计算公式,取R 1=100Ψ。
3 滤波电路设计滤波器由高通滤波器和低通滤波器电路组成,用开关(继电器)来切换它们。
设计的滤波器是在电容值不变的情况下,改变电阻的值来产生不同的截止频率。
设计截止频率为1～20kH z ,步进1kH z 的滤波器。
参考《有源滤波器精确设计手册》设计2阶增益为1的巴特沃斯滤波器。
又因为在如下设计的电路中f c =12πR 1C 1R 2C 2,在保证电容值不变的情况下,电阻值必须按比例关系变化。
先算出截止频率10kH z 时的C 1,C 2,R 1,R 2的值,然后在其他截止频率时,电阻R 1′=10×103f c×R 1,电阻R 2′=10×103f c×R 2。
3.1 低通滤波器电路设计设计截止频率为1～20kH z 的低通滤波器,步进1kH z ,参考《有源滤波器精确设计手册》原理图如图2所示,计算公式如下:C 2=10/f c C 1≤[B 2+4C (K -1)]C 24C =B 2C 24CR 1=2{BC 2+[B 2+4C (K -1)]C 22-4CC 1C 2}ωc =2{BC 2+[B 2C 22-4CC 1C 2]}ωcR 2=1CC 1C 2R 1ω2c查表得参数B =1.414214,C =1.000000。
以此类推可以得到电阻网络中电阻阻值,实际电阻值可以适当进行调节。
运放增益带宽要求不高,同样可以用OP37。
20档频率用两个16档的模拟开关CD4067切换电阻完成。
为了减少模拟开关分布电容的影响,把开关切换位置选在低阻抗的节点上,即R 1连接输入端口和R 2连接运放的端口。
后者尽管不是低阻抗节点,但它与C 2并联,可以调控C 2的数值来补偿。
图2 二阶巴特沃斯低通滤波器原理图3.2 高通滤波器电路设计设计截止频率为1～20kH z 的高通滤波器,步进1kHz ,参考《有源滤波器精确设计手册》原理图如图3所示,计算公式如下:C 1=C 2=10/f cR 2=4C [B +B 2+8C (K -1)]ωc C 1=2C B ωc C 1R 1=Cω2c C 21R 2查表得参数B =1.414214,C =1.000000。
以此类推可以得到电阻网络中电阻阻值,实际电阻值可以适当进行调节。
运放仍选用OP37,模拟开关切换节点选在低阻抗的R 2接地端和R 1接输出端的位置。
图3 二阶巴特沃斯高通滤波器原理图4 程控滤波电路设计在上述电路的基础上,程控滤波电路的设计如图4所示。
图4 程控滤波电路原理图55《现代电子技术》2008年第19期总第282期 通信与信息技术5 测量数据截止频率的测试,在放大器增益为40dB下测得的。
键盘输入截止频率,然后调节输出波形幅度为输入波形幅度的0.707倍,看信号发生器上显示的频率。
表1为截止频率分别为1kHz,9kH z,20kH z下的测量数据,从数据从可以得出测量频率的误差都比较小,精度较高。
表1 测量结果截止频率/kH z 测试高通f c/k Hz误差测试低通f c/k Hz误差低通2f c衰减分贝高通0.5f c衰减分贝11.022.0%0.9950.5%12.41255.153.0%5.255%12.412.499.841.8%9.192.1%1212.11514.761.6%15.674.5%12.212.22020.52.5%20.442.2%12.4126 结 语本文利用单片机A T89S52来完成对程控滤波器系统的控制,采用的是基本的放大和滤波电路和模拟开关控制电阻网络相结合的方法,通过单片机对参数进行设置,来得到需要的滤波电路。
测量数据精度较高,很好地完成了程控滤波器的设计工作。
参 考 文 献[1][美]J.R.约翰逊.有源滤波器精确设计手册[M].李国荣,译.北京:电子工业出版社,1984.[2]李万臣.模拟电子技术基础实验与课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001.[3]崔文华.程控状态变量RC有源滤波器的优化综合技术[J].浙江师范大学学报:自然科学版,2004,27(2):126-129. [4]田大强,蒋平,唐国庆.有源滤波器中数字低通滤波器设计及其实现[J].电工电能新技术,2003,22(3):77-80.[5]A kagi H,K anazaw a Y,N abae A.Instanta neous ReactivePo we r Co mpensato rs Comprising Sw it-ching Device s with-out Ener gy Stor age Components[J].I EEE T rans.Ind.A p-pl.,1984,20(3):625-630.[6]Akag i H.N ew T rends in A ctive Filte rs[A].Pr oc of EPE.95[C].Servilla,1995:17-26.[7]张雄伟.DSP芯片的原理与开发应用[M].北京:电子工业出版社,1999.作者简介 胡 涛 男,1986年出生,扬州大学信息工程学院2004级电子信息工程专业学习。
研究方向为电子测量。
杜宇人 男,1962年出生,副教授,硕士生导师。
研究方向为电子测量、图像处理。
(上接第50页)3 结 语无线USB接口实现了USB接口和无线通信两大功能。
在USB接口部分采用集成8051内核的USB控制器,简化了硬件设计,提高了系统的可靠性。
在FP-GA外围扩展AD转换电路,就可以实现一个带有无线USB接口的数据采集系统。
参 考 文 献[1]No rdic Semiconductor.nRF2401P roduct Specification,Revi-sio n1.1[Z].2006.[2]Cy press Semico nducto r.C Y7C68013A Da ta sheet[Z].2006.[3]Xilinx Semiconducto r.XC2VP4-5FG256C Da ta sheet[Z].2006.[4]王成儒,李英伟.U SB2.0原理与工程开发[M].北京:国防工业出版社,2004.[5]杨旭,沈大林.V isual C++编程篇[M].北京:电子工业出版社,2004.[6]王诚,薛小刚,钟信朝,等.F PGA/CP CD设计工具XilinxISE5.X使用详解[M].北京:人民邮电出版社,2004. [7]张国云.USB设备启动过程的分析与实现[J].现代电子技术,2005,28(23):102-103,105.[8]张伟,王力,赵晶,等.Pr otel DXP入门与提高[M].北京:人民邮电出版社,2004.[9]夏宇闻.数字系统设计———Ve rilog实现[M].北京:高等教育出版社,2006.[10]谭浩强.C语言程序设计[M].2版.北京:清华大学出版社,1999.作者简介 王 锰 男,1983年出生,郑州大学硕士研究生。