基于單片機(jī)的程控有源濾波器電路

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求濾波器可設(shè)置為低通，其-3 dB截止頻率fc在1 kHz～20 kHz調(diào)節(jié)頻率的步進(jìn)值為1 kHz內(nèi)要求在2fc處濾波器幅頻特性下降不小于10 dB;同時(shí)濾波器可設(shè)置為高通濾波器，其fc范圍及步進(jìn)值與低通模式相同，其要求0.5fc處濾波器幅頻特性下降不小于10 dB。將濾波器A設(shè)置為工作方式1，濾波器B設(shè)置為工作方式3。二階有源低通濾波器的傳遞函數(shù)為：

(HOLP為直流增益)。令OGL(s)O為0.707HOLP處的頻率為fC，則

5程控方式的實(shí)現(xiàn)

由MAX262工作原理可知，當(dāng)工作方式、F0～F5，Q0～Q5值寫入MAX262后，若要對濾波器的工作頻率f0實(shí)現(xiàn)步進(jìn)值為1 kHz的程控，只要使fCLKA/f0(或fCLKB/f0)的比值為56.55即可。本電路設(shè)計(jì)采用8254可編程計(jì)數(shù)器產(chǎn)生fCLKA和fCLKB。8254是3通道16位可編程計(jì)數(shù)器，最高計(jì)數(shù)脈沖頻率fCLK為10MHz，當(dāng)被設(shè)置為工作方式3時(shí)為方波發(fā)生器輸出，通道0的輸出作為知fCLKA，通道1的輸出作為fCLKB。由于8254是16位可編程計(jì)數(shù)器，經(jīng)其分頻后輸出方波的頻率fCLKA和fCLKB對f0的比值接近56.55，若fCLKA、fCLKB為固定值，用F0～F5的設(shè)置時(shí)，fCLKA/f0編或fCLKB/f0僅有64種選擇，顯然精度較低。當(dāng)通過鍵盤輸入f0值后，單片機(jī)計(jì)算出相應(yīng)的分頻系數(shù)MA、MB寫入8254。若步進(jìn)值為固定值，則將對應(yīng)f0的MA、MB以表格形式進(jìn)行存儲(chǔ)，直接查表即可。

6 結(jié)束語

基于單片機(jī)控制的可編程有源濾波器可實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通、陷波、全通濾波器。在程序控制下可精確地改變?yōu)V波器的帶寬、中心頻率及品質(zhì)因數(shù)Q，經(jīng)實(shí)際測試效果良好。當(dāng)MAX262作為低通濾波器使用時(shí)，為了抑制開關(guān)頻率fCLKA產(chǎn)生的噪聲，可在濾波器的輸出端串聯(lián)一個(gè)截止頻率小于最低fCLKA的連續(xù)時(shí)間的低通濾波器，其效果更好。