基于单片机控制的程控有源滤波器电路设计_程控滤波器的硬件设计 - CSDN文库

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基于单片机控制的程控有源滤波器电路设计基于单片机控制的程控有源滤波器电路设计

有源滤波器广泛应用于数字信号处理、通信、自动控制领域，但设计可变宽频带有源滤波器则比较困难。

1 引言引言

2 开关电容有源滤波器工作原理开关电容有源滤波器工作原理

开关电容有源滤波器的基本原理是在电路两节点之间接具有高速开关的电容器，等效于两节点之间连接一只电阻。图1（a）

是一个有源RC积分器，图1（b）是采用一只接地电容C1和CMOS开关T1、T2替代输入电阻R1。图1（c）是不重叠的两相时

钟脉冲，用于驱动T1、T2。时钟频率fCLK高于信号频率。当φ1为高电平时，T1导通（视短路）而T2截止（视开路），此时

C1与输入信号VI相连并充电（如图1（d）所示），即有电荷qcl=C1V1。当φ2为高电平时，T1截止而T2导通，此时C1与输入

信号VI断开而接至运算放大器的输入端，C1放电，充电电荷qc1传输至C2。每一时钟周期Tc内，从信号源提取的电荷

qcl=C1VI提供至积分电容器C2。因此，在节点1、2之间流过的平均电流为iav=C1VI/TC。若TC足够短，可近似认为这一过程

是连续的，因而可在两节点间定义一只等效电阻Req，即Req=VI/iav和Req=Tc/C1。这样可得到等效积分器时间常数τ，即

τ=C2Req=TCC2/C1。显然，滤波器频率响应的时间常数τ取决时钟周期TC和电容比值C2/C1，而与电容的绝对值无关，集成

电路工艺制作小容量电容易于实现。当电容比值恒定时，改变时钟频率，就可改变滤波器的截止频率，即开关电容滤波器的基

本工作原理。

3

MAX262是美国Maxim公司生产的双二阶通用开关电容有源滤波器，其引脚功能及内部框图如图2所示。MAX262内部集成有2

个结构相同的二阶通用开关电容有源滤波器及1个独立的运算放大器OP。这两个有源滤波器既可独立使用，也可串联使用。对

滤波器的工作方式，中心频率fO，品质可通过D0D1，A0～A3端口线在WR上升沿写入所选中的内部单元来设置滤波器的工作

方式、中心频率fO以及品质因数Q等参数。详见表1所列。其中，中心频率fO的范围为1Hz～140kHz。fCLKA和FCLKB为内部

开关电容网络所需的外部时钟，一般为中心频率fO的几十至上百倍。

表1中MOM1为工作方式，仅在地址为A3A2A1A0=0000（或1000）时才能写入。F0～F5为fO控制字，Q0～Q6为品质因数Q

的控制字。D0D1=00时为工作方式1，实现LP（低通）、BP（带通）、N（陷波）功能：DOD1=01时为工作方式2，实现区

别于工作方式1的LP（低通）、BP（带通）、N（陷波）功能；D0D1=10时为工作方式3，实现LP、BP、HP（高通）功能；

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