CPLD开关电容跟踪滤波器设计：1-30MHz带宽，高稳定性

"基于CPLD的开关电容组式跟踪滤波器设计与实现，适用于大动态范围高灵敏度短波接收机的射频前端信号处理，具有1 MHz~30 MHz的工作频段，易调带宽，设计简单且温度稳定性高。" 本文主要介绍了一种基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的开关电容组式跟踪滤波器，这种滤波器特别针对短波接收机的射频前端信号处理需求，旨在解决大动态范围和高灵敏度下的信号处理问题。跟踪滤波器的核心功能是跟随信号频率的变化，保持滤波器中心频率与信号频率同步，从而有效提取噪声背景中的有用信号。 跟踪滤波器在多种领域有着广泛的应用，包括振动监测、雷达接收、数字电视接收和水声信号处理等。现有的跟踪滤波器设计技术包括开关电容跟踪滤波器、自适应跟踪滤波器和变容二极管电调谐LC谐振跟踪滤波器。开关电容滤波器适用于音频范围，而自适应滤波器虽然灵活但处理速度慢，不适合实时应用；变容二极管电调谐滤波器则存在温度敏感导致的频率漂移问题。 针对短波接收机的特定需求，如快速跳频通信中的保密性要求，现有的跟踪滤波器解决方案并不理想。为此，本文提出了一种新的设计，结合了开关电容组滤波器和变容二极管电调谐滤波器的优点，形成串联方案。这种设计可以在1 MHz~30 MHz的频段内工作，具备易于调整的带宽，同时保持了良好的温度稳定性，减少了频率漂移的问题。 具体设计方案中，开关式电容组滤波器通过周期性切换电容接入，实现滤波器中心频率的跟踪。每个RC积分器的电容在每个开关周期的特定时间被接入，使得当输入信号频率与开关频率成整数倍关系时，滤波器能够有效地工作。此外，通过调整开关频率和电容数量，可以实现带宽的精细控制。 通过实验验证，该滤波器在指定频段内表现出色，设计简洁且性能稳定。这种创新的跟踪滤波器方案为短波接收机和其他类似应用提供了更优的频率跟踪能力，特别是在对环境温度变化要求不高的场景下，它的性能优势更为明显。