实验二基于MAX262的程控滤波器的设计

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基于MAX262的可调增益程控滤波器设计

ＧＤＮ
由图２可知，
收稿日期：２１０２０１— ６— ０
６ＥｅｔｃＩｔｍａｉｎ８ｌｃｒａＡｕｏｔｉｏ
式（）放大电路１为
图２ＡＤ５０与Ａ８６硬件连接图７２Ｄ２
．
电子电路设计．
作。芯Ａ８Ｃ２ＰＴ９５１日控制该电路，片机使用Ｐ．Ｐ．单１０～１５口和Ｐ．１７把数据存入５Ｈ３３存储器中，４Ｃ７然后发送到ＭＡ２２Ｘ６。为了实现带宽为３５Ｈ的带通滤波只需通过设置相应的参数Ｏ一０ｋｚ
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；Ｘ６；片机程ＭＡ２２单
［中图分类号］Ｔ７３［Ｎ１文献标志码］Ａ［文章编号］１０００—３８（０２００６０８６２１）２— ０８— 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ＭＡ２２为基础，合单片机它Ｘ６结
一
内含８ＫＢ的Ｆａｈ２６Ｂ的ＲＭ、２线的ＩＯ口、ｌ、５ｓＡ３／３个１６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

MAX264中文资料及其程控滤波器电路图

MAX264中文资料及其程控滤波器电路图MAX264的结构及性能MAX264的结构MAX264的结构主要由两个独立的滤波单元、分频单元、f0逻辑单元、Q逻辑单元及模式设置单元等电路组成。

主要特性描述如下：1、滤波器设计软件化2、中心频率32阶可控3、Q值128阶可控4、Q值与f0独立可编程5、f0可达140KHz6、支持＋5V和士5V两种供电方式MAX264 的引脚说明芯片诸引脚功能如下（括号内数字为引脚号）：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单元元时钟输人, 该时钟在芯片内部被二分频CLKB(14):B单元时钟输人, 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):滤波器输人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。

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。

时钟与中心频率比值与编码对应如表2所示。

模式1:当我们要实现全极点低通或带通滤波器如切比雪夫、巴特沃斯滤波器时这种模式是很有用的, 有时该模式也用来实现带陷滤波器, 但由于相关零极点位置固定, 使得用作带陷时受到限制。

模式2:模式用于实现全极点低通和带通滤波器, 与模式1相比该模式的优点就是提高了Q值而降低了输出/f0是模式1的1/厂2（根号二分之一），这样就延宽了截止频率；噪声,该模下f clk模式3：只有该模式下可实现高通滤波器, 该模式下最高时钟频率低于模式1；模式4：只有该模式下才可以实现全通滤波器。

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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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。

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。

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。

用MAX264构成椭圆函数滤波器的设计

用M AX264构成椭圆函数滤波器的设计山东大学电子工程系(250100)　刘立国摘　要:叙述了用开关电容有源滤波器M A X264构成椭圆函数滤波器的设计方法,并且给出了设计实例,该滤波器具有参数可调、滤波性能良好等特点。

关键词:开关电容有源滤波器M A X264　椭圆函数滤波器1　M A X264概述开关电容有源滤波器M A X264由完全相同的两个二阶滤波器组成,其中心频率、Q值及工作模式均可通过相应的引脚连接到V+或V-任意选择,中心频率的选择范围为1H Z～140kH z,外加时钟源或由晶振供芯片工作,时钟频率范围为40H Z～4M H Z,Q值选择范围为0.5～64,其工作模式设有四种,除外加时钟源或晶振外,无须外接其他元件即可实现带通、低通、高通、陷波、全通滤波,外加少许阻容元件可构成多反馈型滤波器,外加有源器件和阻容元件可构成频率可调的陷波器。

12M A X264内部结构如图1所示。

图1(接上页) (3)写“1”子程序W1W1:　CL R　P1.2 SETB　P1.4CL R P1.4SETB P1.2SETB P1.5R ET(4)发送地址子程序LA。

地址高8位在单片机内RAM中20H,低8位在21H。

LA:M OV R0,#20HM OV R1,#00HLA1:M OV B,#08HM OV A1,@R0LA2:CL R P1.2CL R P1.4RCL AM OV P1.5,CSETB P1.4SETB P1.2DJN Z B,LA2I N C R1DJN Z R1,#2,LA3I N C R0A JM P LA1LA3:R ET(5)读1字节子程序RBY。

读出数据在A中。

RBY:A CALL RD ;读;A CALL W Z;写“0”;A CALL RD;读;A CALL LA;发送16位地址;M OV B,#8;设置读数据位数;RBY1:CL R P1.2;选通X84041;CL R P1.3;发出读信号;M OV C,P1.5;数据读入C;RL C A;C中数据移位到A;SETB P1.3;结束读信号;SETB P1.2;结束选通X84041信号;DJN Z B,RBY1;1字节未完循环;R ET;1字节读结束返回。

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）。

max262

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)

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。

程控滤波器报告.

程控滤波器摘要本设计以STM32F103RB为控制核心，实现了基于开关电容滤波器的程控滤波器，滤波器可实现低通和高通的滤波功能，截止频率在1~40KHz内连续可调，前级放大采用增益可控放大器实现了增益从-20~60dB连续可调，系统采用有源RC网络实现了四阶椭圆低通滤波器。

关键词：程控放大滤波一、方案比较与论证1．题目要求根据题目要求设计并自作一个增益和截止频率可调的程控滤波器，本作品可分为一下几个模块：程控放大器模块，程控滤波器模块，人机交互模块以及四阶椭圆滤波器。

2．方案比较（1）放大器模块方案一：用继电器在几个不同增益运放间切换分别设计增益为10dB、20dB、40dB的固定增益放大器，通过继电器的切换使得三个放大器不同组合从而实现0dB、10dB、20dB、30dB、40dB、50dB、60dB 的增益，但是该电路硬件结构复杂且大量使用继电器使得功耗较大。

方案二：使用D/A衰减器实现先将信号放大1000倍，然后将其输入到D/A的参考电压端，通过调节数字量实现不同的衰减倍数，从而实现增益的可调。

但是他的dB增益与数字量不成线性关系而是指数关系，会造成调节误差‘方案三：可控增益运算放大器使用可控增益运算放大器如AD603,它是由无源输入衰减器、增益控制界面和固定增益放大器三部分组成。

输入的信号经过R-2R衰减网络衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的电压决定。

其增益的控制可以通过调整控制电压来完成。

而控制电压可以由D/A来产生，从而可以实现增益的数字控制。

并且其增益和控制电压成dB线性关系。

通过两块AD603的级连可以实现增益在-22~62dB间线性可调。

综上所述，方案三电路简单，带宽符合要求，增益线性可调，所以前级放大采用方案三。

（2）低通滤波器模块方案一：用运放构成有源滤波器使用运放构成有源滤波器可使制作成本降低但是要达到题目要求的滤波器截止频率可变，则需要多片运放组成多个滤波器，多级电路连接，调试起来较为困难。

基于MAX260滤波设计

基于MAX260 的自动跟踪带通滤波器的设计与实现摘要随着现代工业的发展，滤波技术在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用。

本项目设计的滤波器是一种基于MAX260的中心频率较低的窄带通自动跟踪滤波器，该滤波器由可编程开关电容滤波芯片MAX260构成,使用CD4046 锁相环和同步加计数器CD4518 对输入信号产生100倍频脉冲作为MAX260 的时钟,实现滤波器中心频率的自动跟踪。

实验结果表明，该电路结构简单、性能良好，可在实际工程上用来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等，具有较高的实用价值。

关键词:自动跟踪，带通滤波器，开关电容，MAX260，锁相环。

1.引言滤波是信号处理的一种最基本的重要技术。

随着现代工业的发展，滤波技术在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用，利用滤波技术可以从接收到的信号中提取有用的信号，抑制或消除无用或有害的信号，从而达到滤波的目的。

滤波器经历了无源分立RLC元件、集成线性元件和单片全集成电路的发展历程，沿着低成本、高集成度、高信号处理能力、低电源和微功耗的方向发展。

滤波器的种类可以按照以下方式来分：按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种:数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置，需要经过数模转换；模拟滤波器包括有源和无源的，有源滤波器由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成；无源滤波器仅由无源元件R、L 和C组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。

按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种:低通滤波器允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；高通滤波器允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量；带通滤波器允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；带阻滤波器抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。

本项目设计的滤波器属于有源带通滤波器，它采用可编程开关电容芯片MAX260 结合锁相环倍频跟踪电路,实现了一种实用的自动跟踪带通滤波器, 可用来提取基波信号,解决了一般带通滤波器中心频率跟踪滤波困难的问题,较基于软件跟踪倍频时钟频率的开关电容滤波器设计更为简单，且无需数模转换，性能良好，实际工程上常用来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等，实用价值较高。

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。

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
邓重一
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】MAX262是美国Maxim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.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】邓重一
【作者单位】罗定职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.基于Jacobi法可编程低通有源滤波器设计 [J], 王淑艳
2.基于TMS320LF2407A和MAX262的可编程数字滤波系统 [J], 吕振;李定江
3.基于DSP芯片的单相电力有源滤波器数字式控制系统 [J], 刘进军;刘波
4.基于可编程跨导运算放大器POTA低通有源滤波器设计 [J], 王淑艳;滕建辅
5.基于TM S320F2812芯片的并联有源滤波器研究 [J], 王永琴; 李秀玲; 侯秀梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

实验二 基于MAX262的程控滤波器的设计

基于MAX262的可调增益程控滤波器设计

MAX264中文资料及其程控滤波器电路图

基于MAX262的程控低通滤波器

可编程滤波器的设计

基于MAX262的程控滤波器的研制

用MAX264构成椭圆函数滤波器的设计

程控滤波器

max262

程控滤波器[006]

基于MAX262的程控滤波器设计毕业设计(论文)

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