開關電容濾波器（SCF）的選型及研究開發

　　3)除法器 由于PLC采用50 MHz的晶振，輸入的中心頻率(或截止頻率)最大為4 kHz，因此采用26位除法器。由于PLC的除法指令需要占用很大資源，本設計采用移位相減實現除法運算。除法器的狀態圖如圖5所示，除法器的算法如下：將被除法從高位開始移入移位寄存器的低位，移位寄存器每移位一次后與除數相減，結果大于零則商置1，將相減得到的結果后接還未移入移位寄存器的被除數再左移;結果小于零，則商置零，將原被減數后接還未移入移位寄存器的被除數再左移。如此移位相減直至被除數全部位數判斷完成，即移位相減26次以后，除法完成。

　　4)分頻器模塊和時鐘使能 分頻器從除法器的結果作為分頻系數對PLC的時鐘頻率分頻，得到各個二階濾波器組件的時鐘信號。時鐘信號產生后并不馬上送入MAX260的時鐘輸入引腳，需檢測到MAX260的編程代碼下載完成后再使能時鐘輸出，下載過程中，時鐘信號保持高阻態，且對未使用的二階濾波器組件，其時鐘信號亦保持高阻態。

　　4.2 濾波器編程參數控制

　　本系統中濾波器在典型和跟蹤工作模式下的逼近函數是確定的，故其編程代碼也是確定的，將編程代碼存入存儲器中，根據濾波器的各參數讀取編程代碼即可。手動模式下，編程參數由外部輸入。為方便下載，將4個二階濾波器節組件的編程代碼組成一個64位的編程控制字。每種逼近函數的各階低通、高通和帶通濾波器對應一個64位的編程控制字，故共有48個編程控制字。每個編程控制字的格式中前8位對應第一片MAX260的二階濾波器組件A，第16位至第32位對應第一片MAX260的二階濾波器組件B，后32位對應第二片MAX260。

　　控制字的位數是固定的，與濾波器設定的階數無關，即與所使用的二階濾波器組件的個數無關，未使用的二階濾波器組件的對應控制字位置零，由于未使用的二階濾波器組件的時鐘信號保持高阻態，故對其進行寫操作后該組件仍不會工作，不會對總濾波器構成影響。當使用第一片MAX260時，控制字的高32位全部置為零，此時控制字將使第二片MAX260進入低功耗的待機模式。

　　5 結論

　　合理地選擇濾波器的類型和階數是濾波器設計的第一步，是由不同的應用需要，不同的信號與噪聲特點，不同的精度要求來決定。基于電力現通訊信號的特點，采用6階切比雪夫近似濾波器。通過對濾波器結構的比較，采用低Q結構，分析了開關電容電路和電容編程陣列，最終設計一個可編程開關電容6階帶通濾波器;在濾波器設計中，運放器選擇增益為70 dB，帶寬為10倍時鐘頻率，是合理的性能指標;通過對設計的開關電容濾波器進行仿真，結果基本與設計目標吻合。