基于MAX267的程控濾波器的實現(xiàn)

程控濾波電路由雙二階通用開關(guān)電容有源帶通濾波器MAX267、真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637、A／D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809及單片機AT89C51實現(xiàn)，其電路原理圖如圖3所示。

2．1 濾波器電路
單片機AT89C51通過P1口(P1．0～P1．4)發(fā)送數(shù)據(jù)F0～F5到濾波器MAX267，通過32位的一維數(shù)組對F0～F5的32種中心頻率依次設(shè)定，濾波器輸出的信號通過AD637真有效值轉(zhuǎn)換得到直流電壓信號，再經(jīng)過ADC0809轉(zhuǎn)換成單片機可讀取的數(shù)字信號，由P0口(P0．0～P0．7)讀取。單片機對該數(shù)據(jù)使用冒泡排序法儲存最大值，帶通濾波器的輸出波形最大值的中心頻率即是程控濾波器的最佳截止頻率。這是一個循環(huán)確定的過程。并且令MAX267的INb和BPa相連，從INa輸入，BPb輸出，cLKa和cLKb相連由有源1 MHz晶振輸入外部時鐘信號。這樣就構(gòu)成了四階帶通濾波器。通過查表得知對Q0，Q1，Q2設(shè)置-5 V的低電平，對Q3，Q4，Q5，Q6設(shè)置+5 V的高電平，這樣的品質(zhì)因素Q=8，此時的帶寬和增益均滿足設(shè)計需要。
2．2 比較器電路
因為MAX267以高于+0．5 V和低于-0．5 V為高低電平，所以通過串聯(lián)3 kΩ和1 kΩ電阻對UA741的2腳輸入約1．25 V的電壓，3腳和單片機的P1口(P1．4～P1．0)相連，形成比較器對濾波器進行控制，當(dāng)單片機輸出高電平(+5 V)時比較器輸出+5 V電壓，當(dāng)單片機輸出低電平(0 V)時比較器輸出-5 V電壓。
2．3 真有效值轉(zhuǎn)換電路
集成芯片AD637采用了標準真有效值電壓轉(zhuǎn)換接法。3腳，4腳接地，6腳和9腳相連，10腳接負電源，11腳接正電源，只有兩個外接元件，一個是接到輸入管腳的隔直電容C5為103，另一個是接在8腳和9腳間的濾波電容C6為10μF。把原先輸出端9腳接到芯片自帶緩沖放大器的輸入端1腳，由緩沖器輸出端14腳輸出可以提高輸出端帶負載的能力。
2．4 A／D轉(zhuǎn)換電路
ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝。由于只有一路模擬量輸入，所以通道選擇信號A、B、C全部接地從而選擇通道IN0。采集頻率由6 MHz經(jīng)過單片機內(nèi)部6分頻，再經(jīng)過芯片14024二分頻得到的500 kHz。開始信號START和ALE信號相連接至P2．2，這樣在信號的前沿寫入(鎖存)通道地址，緊接著在其后沿就啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC接至P2．1，采用查詢方式等到其為高電平時才繼續(xù)向下執(zhí)行程序。輸出使能信號OE控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，OE=1時輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出8個口分別與單片機P0口的8個端口相連，得到的數(shù)據(jù)給中間變量vol儲存進行比較。