模拟电路中滤波部分是重点中的重点，并且设计精度要求高，下面仅对试题中程控滤波器硬件设计记录下自己的做法：

先看题目要求：程控滤波器.pdf

    总述方案：此程控滤波器以TI的高性能微处理器M3系列LM3S1138为控制核心，采用可编程滤波器芯片MAX262实现可编程控制的高通、低通滤波器，在满足系统要求截至频率设置1kHz-20kHz，频率步进1kHz的基础上，可以实现任意截至频率设置。采用二级运放级联的方法，通过单片机设置起反馈作用的数字电位器阻值从而改变放大倍数，可以实现增益程控可变，电路简单，设置灵活，变化范围为10dB-60dB，增益步进10dB，并且设计了截止频率为5KHz的四阶椭圆形低通滤波器，效果稳定。

    系统具有触摸屏输入显示的功能，人机交互界面良好

1.程控放大器设计

（1）输入信号经过同相输入形式以增加输入阻抗。

（2）电压增益最高达60dB，所以采用两级运放级联的方案，为了调节方便，后级放大器根据增益带宽积以及输入信号最大频率选定为固定增益20dB，依据增益步进10dB，则前级可变增益如下表1所示。

（3）在器件选择上，为了在较高频率段达到较好的放大效果和输出效果，采用高带宽运放OPA2830和高供电电压运放THS4051，保证输出达到10V。

表1 程控放大器增益分配表

（4）前级可控增益放大模块

    前级可控增益放大模块采用同相输入模式，以便增加输入阻抗，使系统放大小信号时得到稳定，如果有必要更加把握的一点是再输入端口接入电压跟随器，以和后级更好的匹配。接在正负电源两端的电容用以滤除电源携带的低频纹波和高频噪声，因为输入的信号较为微弱，避免其他的环境对其造成干扰，使放大输出的波形稳定。放大倍数由数字电位器MAX5405控制，微处理器通过给入时钟、地址编码信号和片选信号从而将数字电位器设置在所需要的电阻值，此芯片总阻值100KΩ,16位编码用以步进改变阻值，变动一位数时阻值即变化100KΩ/256=390Ω，根据表1的换算关系，得出所需步进数时给入地址位的值。Port1为信号输入，port2为信号输出。

图1 前级放大器

（5）后级固定增益放大

    如果要达到题目中发挥部分的要求，即增益达到60dB，那么输出电压则要达到10V,所以后级放大运放要选用高电源电压供电的芯片。THS4051可以±15V供电，并且增益带宽积达到70MHz，满足题目中增益带宽积达到40MHz的要求，输入端电阻接地是为了抑制输入偏置电流过大，输出端串入150Ω的电阻目的是为了和后面的电路更好的匹配。

图2 后级固定增益放大