1、导言
MAX262为双二阶开关电容有源滤波器，可经过单片机SPI总线准确操控滤波器的传递函数。独立编程设置其间心频率和品质因数来完成智能操控，而且可经过顺便的滤波器规划软件恣意改进滤波特性。
该体系规划是由扩大器、滤波器、幅频特性测验模块、椭圆滤波器和操控模块等部分构成，选用AD603与MAX262相结合，完成恣意增益设置以及满意高、低、带通滤波参数的要求。
2、体系规划计划
该体系计划如图1所示，以低噪声、精细操控的可变增益扩大器AD603为中心规划程控增益扩大器。其最大增益差错为0．5 dB，满意高精度要求，其增益（dB）与操控电压（V）成线性关系，因而可运用单片机操控D／A输出电压改动扩大器增益，一起削减噪声和搅扰。以MAX262为中心的程控滤波器经过单片机SPI总线准确操控滤波器的传递函数，对中心频率和品质因数独立编程设置，完成64级中心频率、128级品质因数的智能操控。点阵式LCD构建友爱的菜单界面并显现自定义提示和杂乱的图形数据。
试验增加了幅频特性测验仪，其信号发生部分选用Altera公司的FPGA EP1C6T144C8，运用DDFS技能发生频率规模为100 Hz～200 kHz的扫频信号，频率步进可准确到1 kHz内。信号送入被测网络，输出经过AD637得到信号的真有效值，选用A／D进行收集并发送回单片机进行处理，在液晶显现屏上可画出体系的幅频特性图。
3、理论剖析与核算
3．1 程控扩大模块
该体系规划选用两片AD603次序衔接，南北极间以电容耦合。因为一片AD603在已定制的形式下增益为-lO dB～30 dB。带宽为90 MHz，故级联方法可使增益到达-20 dB～60 dB，操控电压为0 V～2 V。该操控电压由单片机操控8位A／D转化器ADC0832发生，其精度可达2 V／256=0．007 812 5 V，增益精度可达0．312 5 dB。因而，彻底可满意体系发挥部分中增益60 dB，步进10 dB的要求。
3．2 MAX262模块
选用MAX262双滤波器级联构成四阶程控滤波器，输入脉冲是由单片机的ALE经过十六进制计数器进行十六分频所供给的。MAX262的低通滤波传递函数为：
3．3 幅频特性测验模块
FPGA由DDS原理发生扫频信号，其内置双口RAM频率字位宽32 bit体系时钟fCLK为166 MHz，因而，频率分辨率f=fCLK/232=0．038 64．Hz，其带宽为166 MHz。真有效值转化器AD637的转化公式为Vrms=Avg［VIN／Vrms］，读取输出信号的有效值。
4、体系规划
4．1 硬件规划
4．1．1 增益操控
增益操控的中心电路由可变增益运算扩大器AD603和精细运算扩大器ADOP37组成。其间以AD603为中心，辅以外围电路完成程控扩大器，其增益与操控电压成线性．单片机操控D／A输出操控扩大增益。其电路原理图如图2所示。
4．1．2 程控滤波
程控滤波主要是由MAX262经过程控完成。MAX262经过单片机SPI总线对滤波器参数编程完成程控滤波器，其间心频率和品质因数别离为64级、128级编程可调，其电路原理如图3所示。
4．2 软件规划
该体系规划的软件规划流程如图4所示，在挑选滤波器品种后等候输入扩大增益参数，核算参数对应的D／A输出数值，向D／A发送数据，并锁存。等候接纳滤波器的参数，经过核算，对MAX262编程，并操控数据挑选器挑选输出MAX262的低高通引脚信号。等候接纳键盘信息，如果是左右方向键，则改动滤波器截止频率：如果是上下方向键，则改动扩大增益。当挑选幅频特性测验仪时，经过ADC采样真有效值转化器AD637的输出，经过核算采样成果，得出幅频特性，并在液晶上显现。
5、测验成果
5．1 功用测验
将输入信号和扩大器输出信号别离接入双踪示波器，调整适宜的电压起伏，调查两波形差异。扩大器输出电压在1 dB～10 dB规模内无显着失真。
运用EDA体系板的FPGA和DAC发生扫频正弦波频率范同50 Hz～220 kHz，步进10 kHz，输出端别离接到数字示波器和幅频特性测验仪的输入端。将数字示波器的FFT功用与幅频特性测验仪得到的幅频特性成果相比较，测验的幅频特性测验仪准确性较高。
5．2 参数测验
波形发生器发生10 mV的正弦波，一起接入双踪示波器的CH1踪和扩大器输入端，将扩大器输出端接入示波器的CH2踪。经过测验数据可知增益差错《5％。而低通滤波器-3 dB截止频率与理论值的差错《4．8％。关于高通滤波器而言，运用数字示波器丈量的输出端峰峰值是输入端的0．707倍，其发生器的频率为51．31 kHz。
6、结束语
根据MAX262的程控滤波器彻底到达电压增益10 dB步进可控，最大增益40 dB；滤波器形式可选，截止频率1 kHz可调，设置显现参数功用等要求．其最大增益可达60 dB，扩展了简易幅频特性测验仪。
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