凌阳单片机控制的开关电容程控滤波器设计

"2007年D题 程控滤波器" 本系统设计的核心是构建一个基于凌阳16位单片机的程控滤波器，该滤波器采用开关电容技术，能够灵活调整其滤波特性。系统中的前端放大器由运算放大器（运放）和数字电位器组成，提供0至60dB的增益调节，增益步进精度为10dB。这种设计允许用户根据需要精确控制信号的放大程度。 在滤波器部分，通过模拟开关和电容的组合，代替传统的电阻网络，构建了一种RC有源滤波网络。这种技术使得程控高通和低通滤波器的截止频率可以在1KHz至20KHz之间调整，步进值同样为1KHz。特别地，系统实现了一个四阶低通椭圆滤波器，这种滤波器在信号处理中常用于消除不需要的频率成分，保留特定频率范围内的信号。 为了测试滤波器的幅频特性，系统还集成了一个简易幅频特性测试仪。该测试仪利用了直接数字调制（Direct Digital Synthesizer，DDS）芯片AD9850，能够产生扫频输出信号，频率范围从100Hz到200KHz，步进精度为10kHz。这样的测试能力对于验证滤波器性能至关重要。 人机交互界面设计得直观且简洁，采用4×4键盘和LCD液晶显示器，便于操作者设置参数和查看滤波效果。关键词包括程控滤波、凌阳16位单片机、数字电位器以及开关电容技术。 在方案设计和论证阶段，对多个方案进行了对比。在主控单元的选择上，最终选择了凌阳SPCE061A单片机，因为它具有丰富的中断资源和内置的在线仿真、编程接口，简化了系统调试。对于放大器部分，经过比较，采用了非易失性数字电位器，因为它具有宽增益范围、较少占用微处理器（μP）接口、低噪声、长寿命以及掉电记忆功能，这些优点使其成为理想的解决方案。 这个2007年D题的程控滤波器项目展示了如何结合微控制器、数字电位器和开关电容技术来构建一个灵活、可编程的滤波系统，适用于各种信号处理应用。通过精心设计的前端放大器和滤波网络，系统能够实现精确的增益控制和频率选择性，同时提供了直观的人机交互界面，确保了系统的实用性和易用性。