基于单片机控制的程控有源滤波器电路

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单片机的可控放大器程控滤波器设计

单片机的可控放大器程控滤波器设计作者：王逸飞来源：《世界家苑·学术》2018年第04期摘要：基于单片机设计了一种可控放大器可编程滤波器。

可控放大部分基于可控放大器PGA203，实现输出增益的动态调整。

可编程滤波器以开关电容滤波器LMF100为核心并使用DDS芯片AD9850产生一个可变时钟来实现滤波器的截止频率。

幅频特性测试仪使用AD9850产生扫描信号，AD837经测试有效值，TLC5510转换为A/D。

以STC12C5A32AD单片机为控制核心，采用键盘数码管和液晶屏的增益和截止频率，以及测试和显示功能。

关键词：单片机；可控放大器；程序控制；滤波器；设计滤波器是通信系统，信号处理和数据传输等领域中的关键环节，尤其是数据采集和处理系统，其性能直接影响整个系统的性能。

其中，增益和截止频率是有源滤波器的重要指标。

为了实现增益和可调截止频率，采用传统的设计方法来调节反馈电阻和滤波电容，但对于增益和可调截止频率步长，必须采用新的方法。

本文设计的可编程滤波器系统性能良好，采用可控放大器PGA203级联方式实现60 dB增益调制，6dB增益步进可调（输入信号电压幅度为10 mV）。

开关电容滤波器LMF100以不同方式级联以实现低通和高通滤波处理。

-3dB截止频率可在1〜25 kHz范围内调整，调整频率步长为1 kHz。

简单的幅频特性测试仪的设计可以自动测量放大器的通带，截止频率和显示测试数据。

1系统总设计使用双机通讯。

主机用于读取键盘，A/D转换结果，控制LCD屏幕和机器。

在接收到机器的命令后，控制DDS芯片AD9850产生扫描信号和时钟信号，并控制增益大小。

2系统硬件设计2.1增益放大器如图1所示，通过可编程增益放大器PGA203和带有4个数字控制的T L082的组合来执行增益放大，并且使用T L082来微调该功能。

为了达到最佳效果，滤波器放置在图3中省略的3个PGA203和1个PGA203的中间。

基于单片机控制的程控滤波器设计

基于单片机控制的程控滤波器设计田丰;许建明;陈炯明【摘要】本设计由程控增益放大器与滤波器组成.程控增益放大器部分以增益可变的放大芯片VCA810作为核心,从而可以达到动态调整输出增益;滤波器使用双二阶滤波器芯片MAX262作为核心,滤波器截止频率可以利用程序进行来改变,从而可以完成滤波器带宽的可调性;以MSP430F149芯片作为整个电路的控制核心,并通过峰值检波电路实现信号增益的检测与显示;经测试系统的性能达到了预定指标要求,实现数控和显示,具有较好的应用价值.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】2页(P144,147)【关键词】单片机;放大器;滤波器【作者】田丰;许建明;陈炯明【作者单位】邵阳学院;邵阳学院;邵阳学院【正文语种】中文本系统由前置放大器、程控放大器、功率放大器、单片机、键盘、显示、峰值检波等部分组成，系统原理图如图1所示。

利用MSP430单片机和D/A转换芯片TLV5616输出的电压直接改变程控放大器的增益，增益步进量最小可达1dB，而可调范围可以达到-40dB~40dB。

通过峰值检波电路对输出信号进行检波，通过A/D转换电路在微处理器里面跟设定值进行对比，使输出信号符合设定要求。

2.1 放大电路本设计的前端部分采用VCA810程控放大芯片，作为核心芯片电路部分，这款芯片增益可调范围为-40-40dB，使放大器能够实现可调放大功能，而且可以通过主控芯片来调控D/A转换芯片TLV5616的输出电压值VC，用D/A输出电压来改变VCA810输出信号电压大小，实现程控放大。

增加的放大倍数和控制电压之间具有一定关系：G(dB)=-40(VC+1)dB。

系统输入信号通过同相放大器后传送给下一级，而VCA810放大芯片具备比较宽的增益变化范围，对输入的信号带宽要求不高，所以能够按照现实情况的信号大小来改变放大器增益的倍数，本系统能够用对小信号进行滤波。

基于C8051F020的程控滤波器的实现

器、程控滤波器、信号发生器、控制部分等部分组成，采用
将电路中的电容设为相等值即Ｃ１Ｃ，＝２电阻Ｒ＝３若设２Ｒ．
Ｌ７２使之两个电阻网络的电阻值分ＤＡ７４与Ｃ０Ｉ００相结合，实现１０倍以内任意增益单片机控制其中一片ＴＣ５８Ｃ５ｌ８５Ｆ２００ｓＲ另一片的两个电阻网络的电阻值分别为ＲＩＲ．、２设置，并满足高、、低带通滤波参数的要求，截止频率灵活可调，别为Ｒ、ｆ则品质因数：Ｑ；２Ｒ酉面ｆＲ且用户界面友好直器电路．
根据设计任务要求，采用两级放大的设计。前级通过
数控衰减，这样即可实现０Ｂ６ｄｄ～０Ｂ之间的１ｄ０Ｂ步进。程控放大器电路见图２。
图３滤波器部分电路图采用专用Ｄ集成芯片Ａ８１ＤＳＤ９５产生扫频信号，然后经过ＡＤ来消除信号的直流偏置，８１１并由单片机控制其输出频率。３４真有效值转换部分．真有效值转换部分由Ａ３构成，６７Ｄ６７ＡＤ３对滤波器输出的信号进行有效值转换，然后通过Ａ８２ＤＳ３６对转换的有效值进行采样后输出给单片机单片机将此值进行处理后在１８４２６
关键词：程控滤波器中图分类号：Ｔ１Ｎ０ＤＡ７４Ｌ７２Ｃ０１００ＤＤ（９５）Ｃ５１ＴＣ５８８５Ｆ２ＳＡＤ８１文献标识码：Ａ文章编号：１０．９３（０００－９．２０７３７２１）７０００
Ｉ２和ＯＡ６７大１０ＮＡＩ８Ｐ３放００倍，后级通过单片机对Ａ５１３３幅频特性部分Ｄ７４．

单片机控制的双路有源滤波器设计

&’(!*! 芯片的工作频率为 #12.#3"412 。当时钟频率为 3&12 ，工作模式选择为模式 5 时，芯片可以对的输入信号进行滤波处理。其它工作模式的最 #3"412 高工作频率为 #""412 。滤波器 ’ 和 0 可以采用内部时
摘
& ’ ( ! * ! 芯片的 " %67 < " " 与编程数据 - " . - / 的对应关
系。在系统实现时，可以采用查表的方法获得编程数据。本文采用计算的方法来形成编程数据 - ". - / 。
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波器使用。芯片的使用非常灵活，但它们均受同一组编程数据的控制。
% 单片机硬件设计
&’( !*! 芯片的编程输入总线比较简单，它包括 ! 条数据线 A "A # ， 3 条地址线 ’".’5，另外还有一条
写允许控制线 B$ 。单片机采用内部有 3 70 程序存储器的 ?@ % /# 。它与 &’( !*! 芯片构成的双路程序控制滤波器系统硬件配置原理框图如图 # 所示。本系统采用 *!*3 芯片扩展数据存储器。由于 93 6+ #5? 译码器使用 ?@ % /# C ! 口的高三位进行地址译码，则 *!*3 的地址范围为 """" 1 . # ---1 。 93 6+ #5? 译码器的输出 D ! 作为 ?!9@ 芯片的片选信号 %+ ，其地址范围为 3""" 1 . / ---1 。经 93 6+ 595 锁存后的地址线 ’ " 送到 ?!9@ 的 ’ " 地址输入端，所以选择 / ---1 作为 ?!9@ 的命令口地址， / --E1 作为其 ?!9@ 的数据口地址。 ?@ % /# 的晶振选用 #! &12 ， ’6E 信号经 3 分频后，得到频率为 /"" 412 的信号送到 ?!9@ 的 %67 输入端作为时钟信号。 ?!9@ 采用中断方式，占用 ?@ % /# 的外中断 " 。 ?!9@ 采用 ? 个七段其键盘按键如下： 6EA 显示器， #" 个数字键 " . @ ， # 个

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。

基于单片机的程控滤波器设计要点

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MAX270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。

本文设计并实现了由MAX270构成的程控滤波器电路设计和实现。

单片机AT89S52是控制程序的控制过滤器的核心。

通过单片机控制继电器的吸合来控制增益电阻的连接进而实现了增益的0dB到60dB每10dB步进可调；通过单片机控制二阶低通程控滤波器MAX270，完成了在-3dB时截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调的低通滤波器的设计，调节截止频率步进为1kHz，并用LCD来显示设置参数。

应用Matlab计算椭圆滤波函数的传递函数，建立电路网络，设计出了四阶椭圆低通滤波器。

关键词：程控滤波器可编程滤波器芯片单片机ABSTRACTIn the electronic circuit, the filter is the indispensable part. Especially the active filter is used more commonly. Generally the active filter is composed of the operational amplifier and the RC part. Its requirement to the accuracy of the device's parameter is quite high, and the design and the debugging are also quite troublesome.The filter chip MAX262 which produced by American Maxim Corporation is capable of achieving low-pass, high-pass, band-pass, band elimination to each kind of low-frequency signal through programming, and the filter's characteristic parameter like center frequency, the quality factor and so on may set through programming, and the periphery component of electric circuit are also few. This article design and completed the design the design and realize of the program control filter circuit which make up of the MAX270.Monolithic integrated circuit AT89S52 is the control core of the program control filter. Controlled by the microcontroller to control relays pull the gain resistor connected in turn to achieve a gain of 0dB to 60dB 10dB step adjustable each; second-order low-pass through the SCM programmed filter MAX270, when completed in the-3dB cutoff frequency fc at 1kHz ~ 20kHz range adjustable low-pass filter design, cut-off frequency adjustment step is 1kHz, using the LCD to display the configuration parameters. Application of Matlab computing elliptic filter function of the transfer function, the establishment of the circuit network, to design a fourth-order elliptic low-pass filter.Key words:Program control Filter Programmable filter chip SCM目录1 绪论 (1)1.1 滤波器的发展 (1)1.2 课题研究的意义 (1)2 系统设计 (3)2.1 滤波器相关知识 (3)2.1.1 滤波器的分类 (3)2.2 单片机相关知识 (4)2.2.1 单片机的产生与发展 (4)2.3 系统方案设计 (6)2.3.1设计要求 (6)2.3.2 各模块方案的选择 (6)2.3.3 最终方案 (7)2.4 理论分析与计算 (10)3 硬件设计 (13)3.1 放大器模块 (13)3.2 单片机控制滤波器模块 (14)3.3 操作及显示模块 (18)4 软件设计 (20)4.1 开发软件及环境简介 (20)4.1.1 Keil (20)4.1.2 Proteus (20)4.2 系统主要程序 (21)5 系统测试 (23)5.1 指标测试 (23)5.2 误差分析 (23)5.3 功能实现 (24)结论 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录 (29)1 绪论1.1 滤波器的发展从广义上讲，任何对某些频率（相对于其他频率来说）进行修正的系统称为滤波器。

基于单片机控制的程控有源滤波器设计论文_学位论文

学号 05081522密级哈尔滨工程大学本科生毕业论文基于单片机控制的程控有源滤波器设计院（系）名称：信息与通信工程学院专业名称：电子信息工程学生姓名：孙艺华指导教师：苍岩讲师2009年6月基于单片机控制的程控有源滤波器设计孙艺华哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学本科生毕业论文基于单片机控制的程控有源滤波器设计学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程学号：05081522学生姓名：孙艺华指导教师：苍岩讲师2009年6月哈尔滨工程大学本科生毕业论文摘要有源滤波器广泛应用于数字信号处理、通信、自动控制领域,但设计可变宽频带有源滤波器则比较困难。

利用单片机控制参数可编程的双二阶通用开关电容有源滤波器,精确设置有源滤波器的中心频率f,品质因数Q及有源滤波器的工作方式。

本系统主要分为两个部分:即程控滤波器和程控放大器。

程控放大器电压增益为40dB，通过单片机控制DA进行分压，可精确实现要求的10dB步进，误差小于0.5%，通带为100Hz-500KHz，输入电压峰－峰值范围为10mV，在输入范围内无明显失真。

由MAX264为核心的滤波器，可设置为高通、低通滤波器。

通过单片机直接给出控制频率，使-3dB截止频率在1KHz-20KHz内可调，步进1KHz，误差小于1%。

整个系统以51单片机为控制核心，为用户提供人性化操作界面，电路简单，性能稳定，且具有较高精度，滤波参数调节通过单片机控制，较为方便。

关键词：程控放大器；DA 转换器的电阻网络；开关电容滤波器哈尔滨工程大学本科生毕业论文ABSTRACTActive power filter is widely used in digital signal processing, communications, automatic control area, but the design of broadband active power filter is more difficult than it. The programmable parameters of the dual second-order switched-capacitor active filters are controlled by singlechip. It also can set the active filter center frequency, quality factor Q and the active filter works way accurately. ,. The system is mainly divided into two parts: that is, program-controlled filters and amplifiers. Program-controlled voltage gains amplifier 40dB ,single-chip controls, DA to divide the voltage that may be required to achieve 10dB precision stepper. And the error is less than 0.5%when the pass-band is 100Hz-500KHz, peak - the peak range of input voltage is 10mV.Moreover, the input has no significant distortion of the framework. As the core filter,MAX264 can be set to high-pass, low pass filter.Because controlled frequncey can be given directly by singlechip , the-3dB cut-off frequency 1KHz-20KHz with adjustable, 1KHz each step, and the erro is less than 1% . The 51 single-chip is the core of the system, LCD screen provides users with friendly interface.The circuit of designed system is easy . soothe performance fo the system is stable, and high precision.The filter parameter can be adjusted by the single-chip, tha is more convenient for users.Keywords:program-controlled amplifier; DA converter of the resistor network; switched-capacitor filter哈尔滨工程大学本科生毕业论文目录第1章绪论 (1)1.1本课题研究背景 (1)1.2开关电容滤波器的特点 (1)1.3开关电容滤波器的应用现状 (3)1.4本文的主要工作和章节安排 (5)第2章程控滤波器的方案设计 (7)2.1程控放大部分的方案设计与选择 (7)2.2程控滤波部分的方案设计与选择 (9)2.3程控滤波器的总体设计方案 (11)2.4本章小结 (11)第3章程控滤波器的硬件设计与理论分析 (11)3.1 程控放大部分的电路设计 (13)3.1.1 MCS-51单片机 (13)3.1.2放大器AD817和双运放NE5532 (13)3.1.3 DA转换器TLV5618 (21)3.2程控滤波部分的电路设计 (22)3.2.1程控滤波器MAX264 (22)3.2.2模拟开关CD4053 (30)3.3本章小结 (31)第4章程控滤波器的软件设计 (32)4.1程控滤波器的软件流程图 (32)4.2本章小结................................................错误！未定义书签。

C8051F020单片机的程控滤波器设计

字滤波器两大类。其中模拟滤波器又可分为有源、无源、异类三个分类；离散滤波器又可分为数字、取样模拟、合三混
２３３备课模块．．表１数据库标准
Ｉ标识符）Ｄ（
髓ｔ（题）ｉ标ｅ
Ｂｉｅａｐｅ．ｘ文件是一个类似Ｗｏｄ的在线编辑器，Ｋｓｒ编辑
课程、同教师提出的建议、不意见
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３结束语
系统采用ＢＳ模式开发，，系统开发使用ＡＰＮＴ技术，Ｓ．Ｅ利用ＳＬＳｒｅ２０Ｑｅｒ０３创建和管理数据库，ｖ利用Ｄｅｍａ— ｒａＷｅｖ
益显示出其巨大的应用价值。尽管滤波技术的发展到现在
只有七十多年的历史，但它的发生与发展已经历了诸多变
种发展趋势，不断受到电子届的重视。本文将以单片机为核心，结合程控滤波器ＭＡ２２介绍一种方便实用，Ｘ６有较高性
２１年８月ＯＯ
电脑学习
第４期
Ｃ０００单片机的程控滤波器设计８５２１Ｆ
陈东旭 ’ 陈希婷邬杨波 ”
摘要：本文设计了一个：阶程控滤波器。放大器增益可设置：、低通高通涟波器截止频率等参数可设置。关键词：程控涟波器截止频事单片机增益
【】盛促飙．基于ＷＥ３Ｂ的备课系统的研究与开发【．陕西：Ｄ】西北农业科技大学，０６２０．
ＣｈｎＤｏｒａｅｎｇＣｈｅｔｎｎＸｉｇｉＷｕＹａｂｎｇｏ

基于单片机和FPGA设计的程控滤波器

基于单片机和FPGA设计的程控滤波器以和可编程规律器件（）为控制核心，设计了一个程控，实现了小信号程控放大、程控调节滤波器截止频率和幅频特性测试的功能。

其中放大模块由可变增益AD603实现，最大增益60dB，10dB步进可调，增益误差小于1%。

程控滤波模块由MAX297低通滤波、TLC1068高通滤波及椭圆构成，滤波模式用模拟开关挑选。

本系统程控调节有源滤波的-3dB 截止频率，使其在1~30kHz范围内可调，误差小于1.5%。

此外，采纳有效值采样芯片AD637及12位并行A/D转换器MAX120实现了对扫频信号幅度的测量。

滤波器是一种用来消退干扰杂讯的器件，可用于对特定频率的频点或该频点以外的频率举行有效滤除。

它在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挑选，且-3 dB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，并通过显示频谱特性，可直观地反应滤波效果。

1 计划论证与挑选1.1 可变增益放大模块的设计与论证计划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。

通过控制数字电位器来转变INA129的放大倍数，从而实现放大器的增益可调。

计划2：采纳可变增益放大器AD603实现。

可变增益放大器内部由R-2R 梯形电阻网络和固定增益放大器构成，加在其梯型网络输入端的信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量是由加在增益控制接口的参考打算；可通过单片机控制，由产生精确的参考电压控制增益，从而实现较精确的数控。

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基于单片机的程控滤波器设计

高通截止频率可通过编程设置, 低通截止频率可高达 57kH z, 但这种滤波器需要根据参数确定时钟频率, 且传输函数较为烦琐, 可通过编软件进行模拟实现。该集成器件有些引脚需要正负 5伏供电, 所以需要辅助电平转换电路。本系统软件编程较为简单, 硬件不太复杂。综合考虑决定采用此方案。
4. 键盘和显示方案。显示方案采用单片机 I/O 接口直接控制 4* 4键盘, 读取精确, 性价比高。键盘采用 MAX 7219CNG 控制的八位数码管交替显示设定电压值和实际测试电压值。简单易于控制, 成本低廉, 且性能优良。
3. 程控滤波方案。方案一: 以集成运放为核心的有源 R C 滤波电路, 结构简单, 所需元件较少, 成本低, 且电路输入阻抗高、输出阻抗低, 并有专门的设计仿真软件, 可以在阻带实现很大的衰减。但这种滤波器的阻容参数固定以后中心频率就不可以再调节, 无法实现程控。
模式 4: 只有该模式下才可以实现全通滤波器。在设计中, 首先根据所需的频率响应特性, 确定出品质因数 ( Q ) 及截止频率, 由 Q 值进而确定出 N 值。在本设计中, 采用模式三实现高通滤波和低通滤波功能。系统设计采用引脚可编程滤波器 MA X264 /263实现低通或高通滤波器的电路。 3. 程控放大电路原理。 AD 603的基本增益为: G ain( dB) : 40VG + 10 其中, VG 是差分输入电压, 单位是 V, G ain 是 AD 603 的基本增益, 单位是 dB。由式 1看出, 以 dB作单位的对数增益与电压成线性关系。由此, 单片机通过简单的线性计算就可控制对数增益, 从而准确实现增益步进。 4. STC 89C54RD 单片机电路原理。系统采用 STC89C54RD 单片机控制, 芯片引脚及外部电路原理如图 1 所示:

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。

基于单片机控制的程控有源滤波器电路

基于单片机控制的程控有源滤波器电路
赵世强;周义健;刘霞
【期刊名称】《国外电子元器件》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】集成开关电容有源滤波器具有良好的幅频特性,改变其开关频率,就可方便地改变滤波器的工作频率.利用单片机灵活控制特点,实现对集成开关电容滤波器的工作频率、品质因数Q和工作方式的程控.
【总页数】3页(P42-44)
【作者】赵世强;周义健;刘霞
【作者单位】空军工程大学,陕西,西安,710077;空军工程大学,陕西,西安,710077;空军工程大学,陕西,西安,710077
【正文语种】中文
【中图分类】TN713.92
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单片机的可控放大器程控滤波器设计

ＡＤ／转换Ｍ有效值检测Ｈ程控滤波器Ｈ增益放大器Ｈ带通滤波器
单片机的可控放大器程控滤波器设计
陈寒青。艺娟，时栋。培贤纪丁谢
（门大学嘉庚学院，州３１０）厦漳６０５
摘要：基于单片机设计了一种可控放大器程控滤波器。可控放大部分以可控放大器ＰＧＡ２３为核心，０实现输出增益的动态调整；控滤波器以开关电容滤波器ＬＭＦ０程１０为核心，用ＤＤＳ芯片ＡＤ９５使８０产生可变的时钟，实现滤波器的截止
ＡＤ８７ｒａｉｓｔｅｖｒｕｌａｕｅｅｔｎａｄＴＬ５０ｃｍｐｅｅＤｏｖｒｉｎＴａｉｇＳ３ｅｌｅｈｉｔａｌｅｄｔｃｉ，ｎＣ５１ｏｌｔｓＡ／ｃｎｅｓ．ｋｎＴＣ１Ｃ５２ｚｖｏｏ２Ａ３ＲＤｓｔｅｃｒ，ｓｎａｈｏｅｕｉｇＬＣＤａｄｎ
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量有源滤波器的重要指标。为了实现增益和截止频率可
制增益大小。系统结构框图如图１所示。

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

基于单片机控制的程控滤波器设计

基于单片机控制的程控滤波器设计
随着实验仪器技术的发展，滤波器作为限制信号截止频率和限制传输通道等功能的主
要组成部分也变得越来越重要。

尤其是在极紫外与红外通信系统中，它通常用来作为一个
主要的发射器以减少外部干扰和失真。

传统的滤波器主要采用隔离的组件进行设计，而且
需要繁琐的电路以确保一致的性能，而且也会带来一些体积较大的问题。

因此，程控滤波
器就成为许多人探索和研究的重点，凭借其简单易控性能，让未来的通信系统能够更智能、更高效地实现。

本文主要研究基于单片机控制的程控滤波器设计，它可以自动检测输入信号的频率，
并相应调节滤波器输出。

基于程序控制，程控滤波器可以可靠地实现手动滤波器的功能，
但更具备可扩展性、灵活性和频率调节能力。

滤波器采用模拟电路和单片机控制驱动，现
代电路元件类型越来越多，单片机都能采取程序控制，从而可以扩大模拟电路设计的功能。

基于单片机控制的程控滤波器设计可以将信号从输入端传输到输出端，在系统控制的
情况下，程控滤波器的输出结果是停止传输的，而且可以采用软件算法控制滤波材料的参数，以及保证传递功率的匹配，让滤波器的性能更加可靠。

而且，调节滤波器参数的时候
也不需要更换模块，因此可以大大简化模块的搭建和适配。

最重要的是，这种类型的滤波
器控制传输时长可以在单位时间范围内可靠地调节，使得系统的整体性能更加稳定。

综上所述，基于单片机控制的程控滤波器设计明显优于传统滤波器，它可以更高效地
实现信号处理，具有快速响应能力、实时调节能力以及丰富的定制功能等特点，将会让未
来滤波器设计更加实用、更加方便。

单片机的可控放大器程控滤波器设计

摘要：基于单片机设计了一种可控放大器程控滤波器。

可控放大部分以可控放大器PGA203为核心，实现输出增益的动态调整；程控滤波器以开关电容滤波器LMF100为核心，使用DDS芯片AD9850产生可变的时钟，实现滤波器的截止频率可调；幅频特性测试仪采用AD9850产生扫频信号，AD837进行有效值检测，TLC5510进行A／D转换；以STC12C5A32AD单片机为控制核心，利用键盘数码管和液晶屏实现增益和截止频率的预置，以及测试和显示功能。

关键词：PGA203；LMF100；AD9850；STC12C5A32AD1 概述滤波器是通信系统、信号处理和数据传送等领域中至关重要的环节，尤其在数据采集处理系统中，其性能好坏直接影响到整个系统的性能。

其中，增益和截止频率是衡量有源滤波器的重要指标。

为了实现增益和截止频率可调，传统的设计方法是采用调节反馈电阻和滤波电容，但要使增益和截止频率步进可调，则必须采用新的方法。

本文设计的程控滤波器系统性能良好，采用可控放大器PGA203级联的方式实现60 dB的增益调制，增益6 dB步进可调(输入信号电压振幅为10mV)。

对开关电容滤波器LMF100按不同方式级联，实现低通、高通的滤波处理，其-3 dB截止频率在1～25 kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz；设计的简易幅频特性测试仪能自动测量放大器通频带、截止频率和显示测试数据。

2 系统总体设计采用双机通信的方式。

主机主要用来读键盘、A／D转换结果，控制液晶屏和从机。

从机接到主机的命令后，控制DDS芯片AD9850产生扫频信号和时钟信号，并控制增益大小。

系统结构框图如图1所示。

3 系统硬件设计3．1 增益放大器如图2所示，采用4片数字控制的可编程增益放大器PGA203和TL082相结合来进行增益放大，其中TL082起微调作用。

为了达到最好的效果，将滤波器放在3片PGA203和1片PGA203中间，图2中略。

PGA203的数控增益范围是1、2、4、8(二进制)，对引脚1(A0)、引脚2(A1)输入不同的逻辑电平决定PGA203的放大倍数。