基于MAX262的程控低通滤波器

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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

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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

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。

MAX264程控低通滤波器

MAX264程控低通滤波器

引言软件无线电技术目前已被广泛采用,具有软件无线电结构及其功能的系统是一个高度数字化,高度可编程,用软件实现并可扩充其功能的一种通信系统,它的中心思想就是构建一个通用化的硬件平台,根据不同要求,只需升级或改变控制程序就可完成多种功能。

而滤波器作为抑制或消除无用信号成分通过有用信号成分的电子装置,已大量应用于各类电路系统中,传统的分立元件组成的无源滤波器或是用运放构成的有源滤波器总是存在诸如带内不够平坦、频带范围窄且固定不变、结构复杂等缺点。

随着软件无线电技术在电路系统设计中的广泛应用,寻找一种高精度可编程控制的通用滤波器已变的越来越重要。

MAX264就能较好地满足这一需要。

一、MAX264芯片概述:(一)描述:MAX264 是MAXIM公司一款可编程的开关电容有源滤波器,是专为精密的滤波器应用设计的。

引脚可编程的开关电容滤波器MAX264。

该器件内部集成了滤波器所需的电阻、电容, 无需外接器件, 且其中心频率、Q 值及工作模式都可通过引脚编程设置进行控制。

MAX264 可工作于带通、低通、高通、带陷或是全通模式下,其通带截止频率可达140 kHz。

(二)MAX264 结构以及引脚说明:MAX264的结构主要由两个独立的滤波单元、分频单元、fo逻辑单元、Q逻辑单元及模式设置单元等电路组成。

·滤波器设计软件化·中心频率32阶可控·Q值128阶可控·Q值与fo独立可编程·Fo可达140kHz·支持双电源(±5V)和单电源(+5V)两种供电方式·V+(10):供电正极,并接旁路电容尽量靠近该脚·V-(18): 供电负极,并接旁路电容尽量靠近该脚·GND(19):模拟地·CLKA(13):A单元时钟输入,该时钟在芯片内部被二分频·CLKB(14):B单元时钟输入,该时钟在芯片内部被二分频·OSC OUT(20):连至晶体,组成晶振电路(若接时钟信号时,该脚不连)·INA,INB(5,1):滤波器输入·BPA,BPB(3,27):带通输出·LPA,LPB(2,28):低通输出·HPA,HPB(4,26):高通/带陷/全通输出·M0,M1(8,7):模式选择,+5V高,-5V低(双电源供电模式)·F0-F4(24,17,23,12,11):时钟与中心频率比值(FCLK/f0)编程端·Q0-Q6(15,16,21,22,25,6,9):Q编程端(三)引脚图:1(四)原理:1、模式选择对M0、M1两个管脚编程可使芯片工作于模式1、2、3、4几种方式, 对应的功能如表1所示。

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。

MAX262中文资料

MAX262中文资料

?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。

1MAX262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1MAX262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。

OPOUT——MAX262的放大器输出端。

OPIN——MAX262的放大器反向输入端。

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

442005.5基于可编程芯片MAX262的有源滤波器罗定职业技术学院 邓重一摘 要MAX2G 2是美国M axi m 公司推出的可编程开关电容型通用滤波器!本文介绍该芯片的内部结构"特性以及功能#并利用该集成电路和单片机等其他电路设计典型的滤波器应用电路! 关键词可编程 开关电容滤波器 单片机 MAX2G 2芯片引 言在电子电路中9滤波器是不可或缺的部分9其中有源滤波器更为常用O 一般有源滤波器由运算放大器和RC元件组成9对元器件的参数精度要求比较高9设计和调试也比较麻烦O 美国M axi m 公司生产的可编程滤波器芯片MAX2G 2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9且滤波的特性参数如中心频率\品质因数等9可通过编程进行设置9电路的外围器件也少O 本文介绍MAX 2G2的情况以及由它构成的滤波器电路O1 MAX262芯片介绍MAX2G 2芯片是Maxi m 公司推出的双二阶通用开关电容有源滤波器9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)O 它采用图1 MAX262引脚C MOS 工艺制造9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O 图1是它的引脚排列情况OV+正电源输入端O V-负电源输入端O GND模拟地O CLKA外接晶体振荡器和滤波器A 部分的时钟输入端9在滤波器内部9时钟频率被2分频OCLKB 滤波器B 部分的时钟输入端9同样在滤波器内部9时钟频率被2分频OCLKOUT 晶体振荡器和R -C 振荡的时钟输出端OOSCOUT 与晶体振荡器或R -C 振荡器相连9用于自同步OI NA \I NB滤波器的信号输入端O BPA \BPB带通滤波器输出端O LPA \LPB低通滤波器输出端O HPA \HPB 高通\带阻\全通滤波器输出端O WR写入有效输入端O 接V +时9输入数据不起作用;接V -时9数据可通过逻辑接口进入一个可编程的内存之中9以完成滤波器的工作模式\f 0及O 的设置O 此外9还可以接收TTL 电平信号9并上升沿锁存输入数据O A 0\A 1\A 2\A 3地址输入端9可用来完成对滤波器工作模式\f 0和O 的相应设置OD 0\D 1 数据输入端9可用来对f 0和O 的相应位进行设置OOP OUT MAX2G 2的放大器输出端O OP I NMAX2G 2的放大器反向输入端O 图2是MAX2G 2的内部结构O MAX2G 2由2个二阶滤波器(A 和B 两部分)\2个可编程ROM 及逻辑接口组成O 每个滤波器部分又包含2个级联的积分器和1个加法器O 该电路的主要特性有:①配有滤波器设计软件9可改善滤波特性9带有微处理器接口;②可控制G 4个不同的中心频率f\128个不同的品质因数O 及4种工作模式;③对中心频率f 0和品质因数O 可独立编程;④时钟频率与中心频率比值(f cl k /f 0)可达到1%(A 级);⑤中心频率f的范围为75k Hz O图2 MAX262内部结构2005.5M icrocontrollers Embedded S y ste ms45图3是控制数据输入时序O 可在WR 的下降沿经逻辑接口给滤波器A \B 中的fcl k /f 0\O 及工作模式控制字分别赋予不同的值9从而实现各种功能的滤波O图3 控制数据输入时序2 电路原理及设计过程2.1 硬件设计图4是按上述要求设计的滤波电路O图4 滤波电路单片机选用AT 89C 52O AT 89C 52是一种低功耗\高性能的C MOS 型8位微型计算机;有8KB 的F l ash 925G B 的RA M 932线I /O 口93个1G 位定时器/计数器9G 向量两级中断91个双工串行口;具有片内自激振荡器和时钟电路等标准功能O 此外9AT 89C 52设有静态逻辑9用表1 地址分配表滤波器A滤波器B数据位地 址D 0D 1A3A2A1A0键值数据位地 址D 0D 1A3A2A1A0键值M 0A M 1B 00000M 0B M1B 10008F0A F1A 00011F0B F1B 10019F2A F3A 00102F2B F3A 101010F4A F5A 00113F4B F5B 101111@0A @1A 01004@0B @1B 110012@2A @3A 01015@2B @3B 110113@4A @5A 0110G @4B @5B 111014@G A1117@G B111115于运行到零频率9并支持软件选择的节电运行方式和空闲方式9使CP U 停止工作9而允许RA M \定时/计数器\串行口和中断系统继续工作O 在掉电方式下9片内振荡器停止工作O 由于时钟被冻结9一切功能都停止9只有片内RA M 的内容被保存9直到硬件复位才恢复正常工作O 该电路由芯片AT 89C 52的P1口来控制9由单片机的P1.0~P1.5口及P1.7将数据送入存储器54HC 373存起来9再送入MAX2G 2O 通过设置相应的参数9可实现带宽为30~50k Hz 的带通滤波O 抗干扰电路选用X25045芯片O X25045有三种功能I 看门狗定时器\电压监测\E 2PROM O 看门狗电路在系统出现故障9程序G 跑飞7时9会产生复位信号9使系统复位O 电压监测可以保护系统免受低电压状态的影响O 当VCC 降到最小VCC 转换点以下时9系统复位9一直到VCC 返回且稳定为止O 在滤波器输出中9显示器选用大连东方显示器材公司的ED M 1G 01O 它是1G 列>1行的液晶显示器组件9与CP U 接口简单\功耗低\编程方便O 键盘操作时可能会由于逻辑输入跃变而产生某些噪声O 为避免出现这种情况9在输入的数字线接有逻辑门缓冲(图4中未画)O2.2 软件部分采用汇编语言编程9MAX2G 2的地址A 0~A 3与数据D 0D 1的关系如表1所列O 由表1可看出9每个滤波器的工作模式\中心频率f\品质因数O 值所需编程数据9均图5系统主程序流程需分8次写入MAX2G 2的内部寄存器才能完成设置O 系统的主程序流程(单片机主程序)如图5所示O 首先进行初始化9然后从片内RA M 中读取新设置标志位进行判断I 如果不是9给MAX2G 2芯片送入滤波器所需的初始化工作参数;如果是新设置9则根据新建中断服务程序获得的键位进行处理O 进行新设置时9首先根据输入的键值完成对滤波器的选择9包括滤波器A 和B 的设置选择9以及相应滤波器的类型选择O 然后9由O 值计算N 并转换成二进制编程数据O 0!O G 送片内RA M 9由输入的中心频率f值计算N 1O N 为二进制数据O 0!O G 对应的十进制整数9范围为0~1279共128级;N 1为二进制数据F 0!F 5对应的十进制整数9范围为0~G 39共G 4级O 在获得MAX2G 2的工作参数后9根据表1将这些参数转换为8字节的编程数据O 由AT 89C 52的P 1口通过54HC 373送入MAX2G 2O 设置完成后9MAX2G 2就按照当前所需求的中心频率\O 值和滤波器工作方式对输入信号进行滤波处理O4G2005.53 应用实例下面分析由MAX2G 2设计的切比雪夫I 型四阶带通滤波器的工作情况O设计要求C 中心频率f 0=40k Hz 9O =50O 选晶振频率为G MHz 9晶振二分频后为3MHz 9即f cl k =3MHz 9f cl k f 0=75.53O 通过查参考文献 5 9可得N 1=4S 通过参考文献 5 给出的f cl kf 0与F 0!F 5的关系表格9得到本文根据fcl kf 0计算编程数据F 0!F 5的公式9即f cl kf 0与F 0!F 5的关系为C f cl k f 0=40.84+1.57N 1O同样9对应滤波器的O 值也是通过计算来获得O 值的编程数据O 0!O G 的O O 值与O 0!O G 的关系为C O =G 4 128-N O 其工作模式为模式29F 5!F 0为0001009品质因数O G !O 0为01000009M 1M 0为019编程输入为010000000010001O滤波器的传递函数为s =c "20 O 2 S2S 4+ B "0O S 3+ 2+C O 2 "20S2+B "30 O S +"4图6 切比雪夫!型四阶带通滤波器的频率响应曲线式中的B C 值可按上述要求算出来O图G 是由PSP I CE 作出的该滤波器的频率响应曲线O结 语采用单片机AT 89C 52完成对可编程滤波器MAX2G 2的控制9能很好地实现有源滤波器的设计工作O 这种程控滤波器具有使用灵活 调试容易及工作性能稳定等特点O 它只要1片MAX2G 2通过滤波器A 和B 的级联就能很容易完成四阶滤波器电路的设计O 另外9还可以通过对AT 89C 52的ALE 信号进行倍频和分频9实现对MAX2G 2的所有工作频率范围的覆盖O 该电路稍加改动后9还可通过对不同参数和N 值的设置9来实现全通 低通 高通 带阻等滤波器的设计O参考文献1 王楚9余道衡.电子线路原理M .北京C 北京大学出版社919952 余永权.FLASH 单片机原理及应用 M .北京C 电子工业出版社919973 席德勋.现代电子技术M .北京C 高等教育出版社919994 周宇华.开关电容滤波器综述 J .电子科学技术91983 10 5 刘强9郭文.MAX I M 热门集成电路使用手册M .北京C 人民邮电出版社91997邓重一:副教授9研究方向为检测技术~信号处理~EDA 技术~电磁兼容技术(收稿日期:2004-12-15>嵌入式系统T E N G I NE 技术中国论坛在北大举行3月8日下午9 嵌入式系统T -ENG I NE 技术中国论坛(2005> 在北京大学英杰交流中心阳光大厅拉开序幕 本次论坛由日本东京大学TENG I NE 研究中心~北京大学软件与微电子学院~中科院计算技术研究所~<计算机世界>杂志社共同主办 中国软件行业协会~<计算机世界>杂志社~信息产业部~中科院计算技术研究所~中国家用电器研究院等单位领导出席了论坛东京大学的坂村健教授就开放源代码实时操作系统内核TRON (The Real-ti m e O P erati n 8S y ste m Nucl eus >项目以及此项技术在汽车电子~手机~数码相机和其他数字家电等多个领域的应用进行了介绍 坂村健是TRON 嵌入式操作系统的创立者 该系统在微处理器中运行9目前主要应用于数码相机~汽车引擎控制器~手机通信等领域 据统计9在全球用于家电的处理器中9使用TRON 的超过G 0% TRON 在开放程度上甚至超过L i nux 9而坂村先生并未因此获利 坂村先生以TRON 为基础进行以随时随地计算为目的的普适计算的研究 T ENG I NE 是TRON 的软件开发平台9现有标准规格定义的各种开发板TEn 8i ne ~卜TEn 8i ne ~n TEn 8i ne ~P TEn 8i ne本次论坛之后9由东京大学派出的三名讲师为中方学员进行为期三天的 TENG I NE 技术培训。

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。

max262

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MAX2622007-07-06 18:06:58| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅单片机控制的双路有源滤波器设计作者: 重庆师范学院物理与信息技术系(400047) 倪向东来源:《电子技术应用》摘要:用单片机对可编程滤波器芯片MAX262进行程序控制,可以同时对两路输入信号进行二阶低通,高通,带通,带阻以及全通滤波处理,滤波器的中心频率在15kHz~50kHz频率范围内实现64级程控调节,其Q值在0.5~64范围实现128级程控调节.关键词:MAX262 单片机滤波器在工业自动化的许多领域都要使用滤波器.一般有源滤波器均由运算放大器和RC元件组成,对元器件的参数精度要求比较高,设计和调试都比较麻烦.美信公司(MAXIM)生产垢可编程滤波器芯片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,而且滤波的特性参数如中心频率,品质因数等也可以通过编程进行设置.有源滤波器一般通过改变RC网络参数来改变频率特性,采用运算放大器和可切换元件参数的RC网络,可以用同一电路组成各种频率特性的滤波器.美信公司的可编程滤器芯片采用编程数据来完成RC网络的切换.1 MAX262芯片介绍(1)内部结构MAX262主要由放大器,积分器,电容切换网络(SCN)和工作模式选择器组成.积分器,电容切换网络(SCN)和工作模式选择器分别由编程数据M0M1,F0~F5和Q0~Q6控制.MAX262内部有两个二级滤波器,滤波器A和B可以单独使用,也可级联成四阶滤波器使用.芯片的使用非常灵活,但它们均受同一组编程数据的控制.MAX262芯片的工作频率为1Hz~140kHz.当时钟频率为4MHz,工作模式选择为模式3 时,芯片可以对140kHz的输入信号进行滤波处理.其它工作模式的最高工作频率为100kHz. 滤波器A和B可以采用内部时钟,也可以采用外部时钟.外部时钟分别从芯片的引脚CLKA,CLKB引入,对外部时钟无占空比要求.如果要对更低频率的信号进行滤波处理,可采用MAX260芯片,它的工作频率为0.01Hz~7.5kHz.输入的低频信号可以直接送到MAX260芯片的输入端(即INA或INB引脚),输入信号的幅度范围为0V~+5V.(2)编程参数MAX262芯片有三个编程参数:中心频率f0,Q值和工作模式.中心频率由编程数据F0~F5控制,共64个不同的二进制数据,每个数据对应一个时钟频率fclk与中心频率f0的比值fclk/f0.在文献[1]的表2中给出了MAX262芯片的fclk/f0与编程数据F0~F5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F0~F5.Q值由编程数据Q0~Q7控制,共128个不同的二进制数据,每个数据对应一个同的Q值,最小的Q值为0.5,最大的Q值为64(如果芯片工作在模式2则可达90.5).在文献[1]的表3中给出了编程数据Q0~Q7与Q值的对应关系.工作模式由编程数据M0M1控制,分别对应工作模式1,2,3和4.模式1可以实现低通,带通和带随滤波;模式2基本与模式1相同,只是该模式可以获得最高的Q值;模式3是唯一可以实现高通滤波的模式;而只有模式4才能实现全通滤波,它和模式3也可以实现低通和带通滤波.编程参数f0,Q值和工作模式确定以后,只要将相应的编程数据装入MAX262芯片内部的寄存器,滤波器的类型和频率特性也就确定了.2 单片机硬件设计MAX262芯片的编程输入总线比较简单,它包括2条数据线D0D1,4条地址线A0~A3,另外还有一条写允许控制线WR.单片机采用内部有4KB程序存储器的89C51.它与MAX262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1所示.本系统采用6264芯片扩展数据存储器.由于74LS138译码器使用89C51 P2口的高三位进行地址译码,则6264的地址范围为0000H~1FFFH.74LS138译码器的输出Y2作为8279芯片的片选信号CS,其地址范围为4000H~5FFFH.经74LS373锁存后的地址线A0送到8279的A0地址输入端,所以选择5FFFH作为8279的命令口地址,5FFEH作为8279的数据口地址.89C51的晶振选用12MHz,其ALE信号经4分频后,得到频率为500kHz的信号送到8279的CLK输入端和为时钟信号.8279采用中断方式,占用89C51的外中断0.8279采用8个七段LED显示器,其ALE信号经4分频后,得到频率为500kHz的信号送到8279的CLK输入端作为时钟信号.8279采用中断方式, 占用89C51的外中断0.8279采用8个七段LED显示器,其键盘按照如下:10个数字键0~9,1个小数点键,5个功能键(即用于选择滤波器的类型,低通,带通,高通,全通和带阻滤波),1个回车键,其17个按键.89C51的WR控制信号和74LS138译码器的Y1输出信号相与后送到MAX262的WR写允许控制端,则MAX262的地址范围为2000H~3FFFH.MAX262的地址线Ax(即A0~A3)和数据线Dx(即D0D1)连接到89C51的P0口低六位,即A0~A3,D0D1分别连接到P0.0~P0.5.89C51的ALE信号送到MAX262的CLKA和CLKB引脚作为时钟信号,即MAX262的外部时钟频率为2MHz,所以程控滤波器能处理的输入信号频率范围为15kHz~50kHz,通过改变编程数据F0~F5实现64级中心频率调节.本系统选用模式1实现低通,带通和带阻滤波,模式3实现高通滤波,模式4实现全通滤波.其中,滤波器A和B的高通,带阻和全通滤波输出端分别共用MAX262的HPA,HPB引脚.需要处理的低频输入信号分别由MAX262的INA和INB引脚输入,滤波器A和滤波器B的三个输出端分别连接到模拟开关4052的输入端,然后由4052的输出端输出滤波处理后的信号,即图1中的OUTA和OUTB两路输出信号.4052的地址A1,A0由89C51的P1.1,P1.0 控制,实现对滤波器类型的选择.3 系统软件实现方法(1)编程数据获得方法MAX262的地址A0~A3与数据D0D1的关系见表1.由表1可见每个滤波器的工作模式,中心频率,Q值所需编程数据均需要分8次写入MAX262的内部寄存器才能完成设置. 表1 MAX262的址A0~A3与数据D0D1的关系滤波器A 滤波器B数据位地址数据位地址D0 D1 A3 A2 A1 A0 D0 D1 A3 A2 A1 A0M0AF0AF2AF4AQ0AQ2AQ4AQ6AM1AF1AF3AF5AQ1AQ3AQ5A111111111111M0BF2B F4B Q0B Q2B Q4B Q6B M1 F1B F3B F5B Q1B Q3B Q5B 1111111111111111111通过文献[1]给出的fCLK/f0与F0~F5的关系表格,得到本文根据fCLK/f0计算编程数据F0~F5的公式,即fCLK/f0与F0~F5的关系为:fCLK/f0=40.84+1.57N1 (1)或,N1为二进制数据F0~F5对应的十进制整数,范围为0~63共64级.同样,对应滤波器的Q值也采用查表的方法,而是通过计算来获得Q值的编程数据Q0~Q7.Q值与Q0~Q7的关系为:Q=64/(128-N2) (3)或N2=64(2-1/Q) (4)其中,N2为二进数据Q0~Q6对应的十进制整数,范围为0~127共128级.(2)系统程序流程本系统的单片机主程序框图见图2.首先进行初始化,包括对8279的初始化,然后从片内RAM中读取新设置标志位进行判断.如果不是则给MAX262芯片送入滤波器所需的初始工作参数;是新设置则根据键中断服务程序获得的键值进行处理.进行新设置时,首先根据输入的键值完成对滤波器的选择,包括滤波器A和B的设置选择以及相应滤波器的类型选择;然后根据式(4),由输入的Q值计算N2并转换成二进制编程数据Q0~Q6送片内RAM;同时根据式(2),由输入的中心频率f0值计算N1并转换为二进制编程数据F0~F5送片内RAM.在获得MAX262的工作参数后,根据表1将这些参数转换为8字节的编程数据,由89C51的P0口送到MAX262.设置完成后,MAX262就按照当前所要求的中心频率和Q值对输入信号进行滤波处理.最后调用显示子程序,在LED数码管显示当前滤波器的工作参数,即中心频率和Q值.本文采用单片机89C51来完成对可编程滤波器MAX262的控制,很好地实现了有源滤波器设计工作.而且这种程控滤波器具有使用灵活,调试容易的特点,一片MAX262就能完成对两路输入信号进行二阶滤波的处理.如果需要四阶滤波可以很容易通过滤波器A和B的级联来实现,另外还可以通过对89C51的ALE信号进行倍频和分频实现AMX262的所有工作频率范围.。

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。

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。

程控滤波器

程控滤波器

程控滤波器摘要:本系统基于开关电容滤波器的原理,以集成滤波器芯片MAX263为核心,实现了一个程控滤波器。

前级放大器可以设置60dB的增益调节范围,步进10dB,增益误差5%以内。

滤波器可设置为低通或高通模式,截止频率在1k~20kHz内可调,频率步进最低500Hz,误差10%以内。

发挥部分中自行设计了50kHz的四阶椭圆低通滤波器,带内起伏<0.5dB。

系统还扩展了一个可以显示幅频特性曲线的测试仪,频率步进有10kHz和1kHz两档。

整个系统操作简单,测试效果良好。

关键字:开关电容滤波器;椭圆低通滤波器;程控滤波Abstract:This system is based on the principle of switched-capacitor filter to filter integrated chip MAX263 at the core, the realization of a program - controlled filter. Pre-amplifier can be set 60 dB of gain adjustment of the stepper 10 dB, the gain error below 5 percent. Filters can be set to low-pass or high-mode cutoff frequency in the 1 k ~ 20kHz with adjustable frequency step minimum of 500 Hz, error 10% within. On its own part to play in the design of a 50 kHz fourth-order elliptic low pass filter, band ups and downs <0.5 dB. The entire system is simple, test results were very good.Keywords: Switched-capacitor filter;Elliptic Low-Pass Filter;program - controlled filter一、方案论证与选择1.题目任务要求及相关指标的分析(1)题目任务要求设计并制作程控滤波器,其组成如图1所示。

程控滤波器

程控滤波器

• (3)内部结构:MAX262内部使用了两个串联的积分器和一个运算放大器, 一个独立的放大器,模式选择寄存器,中心频率寄存器,增益寄存器和开关 电容网络。 • (4)工作原理:两位数据值在四位地址位的控制下,在WR的下降沿经逻辑 接口给滤波器A、B的中心频率、品质因数Q及工作模式控制字分别赋予不同 的值,从而实现各种功能的滤波。 • (5)MAX262的应用非常广,可以应用在带通中,而且也适合低通、高通、 全通的滤波中(我们利用的就是带通)
X 1 X 2 1 Y1 2 7 8 +5 C 21 103 C 22 U 2 103
WDT SO
+5V
C 23 30pF R 10K 24 10K C 24 4.7uF 7
B
XTA L
G ND G ND HF C 4052B EY
Y2 8 7 6 5 1 2 R ET S
CLKR
Y3 2
Y 4 2
A
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RT S P3.0(R D) X P3.1(TX D) P3.2(INT0) P3.3(INT1) P3.4(T0) P3.5(T1) P3.6(W ) R P3.7(R ) D X TAL2 X TAL1 G ND A 51 T89S
各位评委老师
上午好
程控滤波器
(带通) 组员: 指导教师:
• 引言
• 滤波就是将多种频率的信号经过处理得到想要的单频率的信号,即将有用信 号中的杂波信号滤除,或者是将多种信号中的一种频率滤除。 • 滤波器在电子领域中占有很重要的地位,在其他领域中也相当重要,因此它 的应用范围很广,在信号处理,抗干扰处理,电力系统,抗混叠处理等等领 域中应用很广。其中以有源滤波器是最常用的,但是其设计和调试也比较麻 烦,虽然现在也有相应的设计软件,但是由于其分立的原因抗干扰能力较弱。 而采用MAX262可以很轻松的实现多种滤波 .

基于MAX264的程控滤波器设计

基于MAX264的程控滤波器设计

1程控滤波器设计方案比较分析1.1滤波器的设计方案1:传统分立元件组成的无源滤波器存在诸如带内不平坦、频带范围窄且恒定、结构复杂等缺点。

方案2:运算放大器构成的有源滤波器设计简单,但存在截止频率调节范围的局限性,难以实现高精度截止频率调节。

方案3:引脚可编程的开关电容滤波器MAX264。

该器件内部集成了滤波器所需的电阻、电容,无需外接器件,且其中心频率、Q值及工作模式都可通过引脚编程设置进行控制。

MAX264可工作于带通、低通、高通、带陷或是全通模式下,其通带截止频率可达140 kHz。

综上所述,故系统的滤波器设计选用方案3。

1.2放大器的设计方案1:采用普通宽带运算放大器构成放大电路,分立元件构成AGC控制电路,利用包络检波反馈至放大器的方法控制放大倍数。

采用场效应管作为AGC控制可实现高频率和低噪声,但温度、电源等漂移将引起分压比变化,采用这种设计方案难以实现系统增益的精确控制和稳定性。

方案2:采用可编程放大器的思想,将交流输入信号作为高速D/A转换器的基准电压,该D/A转换器可视为一个程控衰减器。

理论上讲,只要D/A转换器的速度够快、精度够高就可实现宽范围的精密增益调节。

但控制的数字量和最后的增益(dB)不是线性关系而是指数关系,导致增益调节不均匀,精度降低。

方案3:采用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA实现增益控制。

电压控制增益便于单片机控制,同时可减少噪声和干扰。

采用可变增益放大器AD603作为增益控制。

AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器,温度稳定性高,其增益与控制电压成线性关系,因此便于使用D/A转换器输出电压控制放大器增益。

综上所述,故系统的放大器设计选用方案3。

2程控滤波器设计程控滤波器主要由程控放大器、滤波器和信号采集等模块组成,如图1所示。

幅频特性测试仪主要由扫频源、信号采集、示波器显示等电路组成。

其工作原理:输入信号经衰减网络衰减至10 mV,单片机设置放大器和滤波器的参数,选择相应的滤波器,单片机和FPGA 控制AD9851产生正弦输出信号,再经滤波、AGC后得到扫频输出信号,单片机和FPGA 共同控制D/A转换器输出幅频特性曲线在示波器上显示。

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。

基于MAX262的音频降噪仪设计

基于MAX262的音频降噪仪设计

如何 减 少 噪音 污染 是 当今 环保 的重要 课 题 之一 。
CLOCK 1
治理 噪声 时 , 降低 声源发 出 的噪声 可 以从根 本上 降 噪 。 本 降噪 仪 主要采用 滤波 的方法 针对 电视机 音频信 号 的 噪 声 处 理 , 降低 南 非 世 界 杯 实 况转 播 中 的“ 呜祖 如 呜 啦” 噪声 。 滤波是信 号处理 和通 信等 领域重 要 的组成部 分 [ 。 许 多实 际应 用领 域 ( 1在 ] 如音频 降噪 电路 ) 由于信 , 号 的动 态 范 围较 宽 , 信号 频谱 比较 复杂 , 因此需 用程 序
第 2 4卷
第 8期
’, 电 脑 开 发 与 应 用
文 章 编 号 :0 35 5 (0 1 0—0 50 1 0 —8 0 21 )80 5— 3
基 于 MA 6 X2 2的音 频 降噪 仪 设计
De i n o di i e Re c i n De i e Ba e n M AX2 2 s g f Au o No s du to v c s d o 6
控 制 等手 段对此 种信号进 行 滤波 。
Q = Q1 Q 一
图 1 开 关 电容 滤 波 器 基 本 电路
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1 基 本 原 理
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程控滤波器中的接口和时钟设计

程控滤波器中的接口和时钟设计

图 3 人机接口程序流程图
图 2 人机接口电路 40 科技资讯 S C I E N C E & T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N
图 4 读键值子程序流程图
工 程 技 术
科技资讯 2009 NO.09
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
3 时钟部分设计
为了保证滤波器具有良好的滤波性 能, 具有较陡峭的过渡带, 通常需要为 M A X 2 6 2 提供可控的一组时钟。 3 . 1 设计原理及时序图
根据输入置入的滤波器中心频率不同 将提供给 M A X 2 6 2 的时钟分组, 经测试分 为八组是比较理想的。这பைடு நூலகம்组时钟受单片 机给出的三位选择码的控制, 均由系统时 钟分频获得。
科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
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4 结语
基于 C H 4 5 1 集成串行键盘输入显示一 体化芯片设计的人机接口极大的减少了 M C U 的 I / O 口, 具有使用方便、接口简单 等优点。为中心频率的设计可控时钟提高 了滤波器的滤波性能。经设计调试表明该 设计运行可靠、性能优良。
参考文献
[1] M A X 2 6 2 _ I c p d f C o m 芯片资料. [2] 数码管控制及键盘接口芯片 C H 4 5 1 中
文资料, h t t p : / / w w w . s y m c u k f . c o m . [3] 夏宇闻.复杂数字电路与系统的 Verilog
H D L 设计技术[ M ] . 北京航空航天大学 出版社,2002. [4] 潘松, 王国栋. V H D L 实用教程[ M ] . 成 都: 电子科技大学出版社, 2 0 0 0 .
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•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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精品课件!
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精品课件!
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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。
论文框架
•1 设计方案
•2 实现功能 •3 硬件电路设计
•4 总结体会

程控滤波器介绍
• 随着滤波系统在各类电子装置中的普遍使用,普 通的滤波器在工作时产生的误差,会影响整个系统的 精确度。证。传统滤波器功能单一,调节精度不高, 人机界面不友好,而且经常跳变,使用麻烦。随着集 成电路技术的发展,目前已有高阶专用的开关电容滤 波器芯片,但其价格高,电路噪声也不尽如人意,此 外还存在信号混叠问题。 • 程控滤波系统,具有以下明显优点: (1)易于采 用先进的控制方法和智能控制策略,使滤波器的智能 化程度更高,性能更完美;(2)控制灵活,系统升 [ 级方便,甚至可以在线修改控制算法,而不必改动硬 件线路;(3)控制系统的可靠性提高,易于标准化, 可以针对不同的系统(或不同型号的产品),采用统一 的控制板,而只是对控制软件做一些调整即可;(4) 容易进行对系统的功能进行扩展,由于系统采用程控 芯片,主控制芯片外围接口丰富,扩展功能非常方便。

3.2 系统控制模块设计
该系统控制模块,和滤波模块使用同一块单 片机,这个地方我们选用的型号为 STC12C5A60S2,主要是考虑到该CPU内含 E2PROM可以用于实现掉电保护功能。其基本 的外围电路包括电源电路,时钟电路和复位电 路都与传统的51电路兼容。 • 这里直接采用单片机最小系统控制,电路简单 明确。

本设计是应用单片机 控制MAX262芯片实现 滤波器的功能,由于单片机种类繁多,各种型号 都有其一定的应用环境,因此在选用时要多加比 较,合理选择,以期获得最佳的性价比。一般来 说在选取单片机时从下面几个方面考虑:性能、 存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行 接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形 式、抗干扰性、保密性,除了以上的一些的还有 一些最基本的比如:中断源的数量和优先级、工 作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内 有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。 在单片机的外围电路外接输入键盘用于截 止频率档位的选择,数码管显示当前的截止频率。 通过信号发生器输入一定频率的正弦波信号 (15K-50K),输出接到示波器上,调节信号发 生器的输出频率,观察波形变化,是否为达到要 求的截止频率后波形发生衰减。

1、设计方案简介
2、实现功能
• 通过单片机控制MAX262芯片实现滤波器功能,在 这里我只是实现低通滤波器的功能,但是MAX262的 功能十分强大,不仅可以实现低通功能,还可以实现 高通、带通、带阻、全通等多种功能。 • 本设计通过按键控制截止频率,实现截止频率可调, 截止频率的步进可调范围是(15K-50K)。所以这里 我们将截止频率分为八段用八个按键来控制。 • 现象:首先设定好截止频率的大小,让后利用信号 发生器输入一个幅值为5V的正弦波,输出接入示波器 观察波形变化。然后,调节信号发生器频率大小,观 察波形频率在未超过截止频率时波形变化情况,在超 过截止频率后是否发生衰减。最后,确定该设计是否 能实现低通滤波功能。

程控滤波器的发展趋势
• 随着电子技术的迅猛发展,作为分离有用信号和无 用信号的滤波器成为各类系统的重要部件,其性能 的优劣直接影响整个系统的质量。各个领域对滤波 器的要求越来越高。一般有源滤波器均由运算放大 器和电子元件组成,对元器件的参数精度要求表较 高,设计和调试都比较麻烦。 • 论文从这个背景出发,发掘适合当起滤波器设 计要求的滤波器芯片。美信公司生产的可编程滤波 器芯片MAX262可以通过编程对各种信号实现低通, 高通,带通,带阻以及全通滤波处理,而且滤波的 特性参数如中心频率,品质因数等也可以通过编程 [ 进行设置。 • 论文介绍了MAX262工作模式,截止频率和Q值 的设置操作过程,研究并设计了一款基于MAX262 的程控滤波器。文章详细介绍了该滤波器的设计要 求,软件和硬件设计思路,实现方案,在MAX262 的应用方面具有一定的借鉴价值。
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