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程控滤波器的硬件设计(二)

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    接上篇博文继续后面的部分:

1.程控滤波器分析与计算

    MAX262的每个器件含有两个独立的二阶滤波器,在程序控制下设置滤波器中心频率、Q值和工作方式。根据要求选择方式3,实现不同截止频率的低通、带通、高通的滤波器。方式3中 

fCLK / fc=64 + NF)π/ 2     (1)

Q=64/(128 - NQ)            (2)

 

设计步骤如下:

(1)计算滤波器Q 值:由图2可知:令HOP=HOLP,得Q=0.707,对应NQ=64。

(2)通过输入的截止频率计算时钟频率fCLK值:由于NF= 0~63,所以不同的截止频率需要不同的时钟频率fCLK,如下表所示:

表2 输入频率与截至频率对应关系表

 

fc

15k~20kHz

11k~14kHz

7k~10kHz

3k~6kHz

1k~2kHz

fCLK

2MHz

1.5MHz

1.2MHz

600kHz

200kHz

(3)程控滤波器模块

    MAX262芯片内集成了两路二阶高通、低通、带通、带阻滤波器,根据低通、高通选择不同模式,由通带特性确定Q值,进而确定所需要给的一定频率的时钟信号以及数据位和地址位。port5为信号输入,port6、port7分别为高通低通信号输出端口。D0、D1为处理器给入的数据位,A0-A3为处理器给入的地址位,WR则高电平有效,此时读取数字电位器的电阻。通过拨动开关选择选择低通档位还是高通档位,并且同时对应打开、闭合S2用以通过PORT9给入单片机选择了低通档位还是高通档位。

图4 程控滤波器模块

 

2.椭圆滤波器的分析与计算

    椭圆滤波器的参数主要是有FILTER SOLUTION滤波电路设计软件设计得出,满足题目要求的通带纹波起伏最大为1dB和-3dB截止频率为50KHz时,得出外围电感电容值,再通过仿真软件模拟更正电感电容参数值使其参数在现实中可以配置并且滤波效果达到要求。如果要在200KHz处的总电压增益小于5dB,则200KHz处阻带必须至少衰减55dB。

椭圆滤波模块

    下图为四阶无源低通滤波器 ,通过filter solution软件设计好各项参数时为了配置电感电容方便些可以先将电感的值确定在一个变化范围不大的界限值内,然后与其并联的电容的值也就选定了,配置即可。输出电阻要远高于输入电阻,免得输出信号衰减的更加严重。

图5 椭圆滤波器