一种基于MAX261的程控滤波器设计.pdfVIP

第35卷第6期 江苏冶金 Vot．35 No．6 2007年12月 Jiangsu Metallurgy Dec．2007 一 种基于MAX261的程控滤波器设计 刘金如，杨晓慧 (西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西 话安 710055) 摘要：提出了一种以MAX261为核心，结合凌阳l6位单片机Spce06lA的程控滤波器的基本原理与实现方案。系统 由放大电路、滤波电路、显示电路三个模块构成。放大电路采用数字电位器，通过软件编程改变其输入阻值进而改 变增益；引入基于MAX26l的滤波电路技术，结合单片机实现了滤波器的参数测量，可通过键盘切换低通、高通、带 通等滤波器类型；频率特性由软件灵活设置，使截止频率步进精确到1KHz；LED数码管实时显示数据及其状态，并 附带语音播报功能。 关键词：程控滤波器；单片机Spce061A；MAX26l；数字电位器；参数测量 中图分类号：TN713 (2)可控制64个不同的中心频率fo，128个不 引 言 同的品质因数Q及4种工作模式； (3)对中心频率厂。和品质因数Q可独立编程； 滤波是数据采集、信号处理和通信系统等领域 (4)时钟频率与中心频率比值(厂ct ／fo)可达到 必不可少甚至是至关重要的环节，如A／D转换前的 1％(A级)。 “带限抗混叠滤波”和D／A转换后的“平滑滤波”。在 信号频率动态范围不宽的场合，设定固定截止频率 1 程控滤波器的设计思想 的滤波技术已很成熟，但在声频工程应用领域，信号 频率的动态范围往往很宽，其信号频率在几赫兹到 本系统以MAX261为基础，结合单片机，通过 几千赫兹之间不等。因此就有必要采用多种截止频 程序控制数字电位器的输入阻抗，决定放大器的增 率的滤波器，用程控方法对频率动态范围宽的信号 益以及步进增益，同时在信号放大的测试端用示波 进行滤波。最通常的想法是用电阻、电容以及运放组 器进行观察，和信号源进行比对，进而可确定放大电 成滤波器，并通过模拟开关选取不同的阻值以实现 路的增益以及传输可靠性。放大后的信号会经过电 截止频率的改变，但是这样分布参数较大，截止频率 压跟随器进行缓冲，然后进行滤波，滤波电路设计的 精度不高，并且当要求较多时，所需模拟开关必然很 核心在于MAX261通用滤波器芯片，通过单片机编 多，电路复杂。因此最好应用便于控制的滤波器集成 程实现对滤波器高低以及带通的控制，最后通过单 电路辅以可程控的简单的外围器件实现。 片机系统将系统信号综合处理后实现按键显示以及 MAX261是MAXIM公司推出的采用CMOS 语音播报功能。系统结构如图1所示。 工艺制造的双列直插式可编程开关电容通用滤波 器，通过单片机(Spce061A)对该芯片的6个输入端 进行有效设置可实现64个不同的中心频率fo，128 个不同的品质因数Q及4种工作模式。MAX261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，每个滤波器部分又都包含2个级 联的积分器和1个加法器。该电路的主要特性如下： (1)配有滤波器设计软件，可改善滤波特性，带 有微处理器接口； 图1 程控滤波器系统结构图 收稿日期：2007—09—24 作者简介：刘金如(1985一)，男，本科生。电话：1 3484911729。