基于單片機的程控有源濾波器電路

本系統設計要求濾波器可設置為低通，其-3 dB截止頻率fc在1 kHz～20 kHz調節頻率的步進值為1 kHz內要求在2fc處濾波器幅頻特性下降不小于10 dB;同時濾波器可設置為高通濾波器，其fc范圍及步進值與低通模式相同，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設置為工作方式1，濾波器B設置為工作方式3。二階有源低通濾波器的傳遞函數為：

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

5程控方式的實現

由MAX262工作原理可知，當工作方式、F0～F5，Q0～Q5值寫入MAX262后，若要對濾波器的工作頻率f0實現步進值為1 kHz的程控，只要使fCLKA/f0(或fCLKB/f0)的比值為56.55即可。本電路設計采用8254可編程計數器產生fCLKA和fCLKB。8254是3通道16位可編程計數器，最高計數脈沖頻率fCLK為10MHz，當被設置為工作方式3時為方波發生器輸出，通道0的輸出作為知fCLKA，通道1的輸出作為fCLKB。由于8254是16位可編程計數器，經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的設置時，fCLKA/f0編或fCLKB/f0僅有64種選擇，顯然精度較低。當通過鍵盤輸入f0值后，單片機計算出相應的分頻系數MA、MB寫入8254。若步進值為固定值，則將對應f0的MA、MB以表格形式進行存儲，直接查表即可。

6 結束語

基于單片機控制的可編程有源濾波器可實現低通、高通、帶通、陷波、全通濾波器。在程序控制下可精確地改變濾波器的帶寬、中心頻率及品質因數Q，經實際測試效果良好。當MAX262作為低通濾波器使用時，為了抑制開關頻率fCLKA產生的噪聲，可在濾波器的輸出端串聯一個截止頻率小于最低fCLKA的連續時間的低通濾波器，其效果更好。