程控濾波器的設計

1 引言 濾波器就是選頻電路，可允許一部分頻率的信號通過，而抑制另一部分頻率的信號，它在數據采集、信號處理和通信系統等領域具有重要作用。這里提出一種基于開關電容有源濾波器的程控濾波器，可自由選擇低通、高通和帶通模式，也可步進調節濾波器通帶截止頻率和放大器增益。該程控濾波器設計成本低、實現簡單，可廣泛應用于數字信號處理、通信、自動控制等領域。

2 系統設計方案 該系統設計由可控增益放大器、程控濾波器、橢圓濾波器和幅頻特性測試儀4部分組成。圖1為其系統總體設計框圖。

圖1中，可控增益放大器部分是以AD603作為核心器件，實現0～60 dB之間的增益調節。AD603為低噪聲精密可變增益放大器，溫度穩定性高，其內部由R-2R梯形電阻網絡和固定增益放大器構成，加在其梯形網絡輸入端的信號經衰減后，由固定增益放大器輸出，衰減量由加在增益控制接口的參考電壓決定；其增益與控制電壓呈線性關系，通過單片機控制，而由D／A轉換器產生精確的參考電壓來控制增益，從而實現較精確的數控，同時可降低干擾和噪聲。程控濾波器部分采用開關電容濾波器實現。開關電容濾波器是由MOS開關、MOS電容和MOS運算放大器構成的集成濾波器，其開關電容組在時鐘頻率的驅動下，可等效成1只與時鐘頻率有關的等效電阻R=1／2πCfc。其中C為開關電容組的電容,fc為濾波器時鐘頻率。

關鍵詞： 程控濾波器