1、基于AT89S52单片机的程控滤波器设计.txt26选择自信，就是选择豁达坦然，就是选择在名利面前岿然不动，就是选择在势力面前昂首挺胸，撑开自信的帆破流向前，展示搏击的风采。 本文由cdled003奉献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 己口口年月 第己卷第期 基于单片机的程控滤波器设计 陈世夏戚甫峰 丁国臣 海军航空工程学院青岛分院航空电子系 青岛 摘 要：以单片机作为控制核心，设计一个高性能的程控滤波器。放大电路采用由单片机、和 集成运放组成的程控放大电路，可实现对放大器增益的设置，同时实现增益的步进可调，增益变化范围为 ；显示局部 采用
2、字符点阵系列模块，以实现设置参数显示功能；低通选用二阶低通贝赛尔滤波电路，高通采用压控二阶高通 滤波电路，选用数字电位器来控制截止频率，在 可调。经实验调试，较好地实现了预定的功能，系统的可 靠性和性价比拟高。 关键词：单片机；程控放大电路；贝赛尔滤波器；数字电位器 中图分类号： 文献标识码： ， ， ： ， ， ， 培 ： ； ； ； 单，但步进倍数的调整比拟复杂，且难以实现比拟精确的 调整。 方案：采用多级放大电路和程控增益电路。用 和肚作为放大器件实现三级放大，程控增益电 路通过单片机控制实现模拟量输出，具有增益 量程多变，易于实现步进控制，输出频带宽等优点。 由于本设计要求增益步进可调
3、，且范围较宽，方案 实现较困难，方案比拟适合，故采用方案作为放大 电路。 滤波电路的选择 方案：采用数字滤波。数字滤波灵活性大，可以在 不增加硬件本钱的根底上对信号进行有效地滤波。但要 进行高效率地滤波，对要求有较高的采样速率和实 时性，对单片机速度要求较高。 引 言 增益和截止频率是有源滤波器的重要指标，为了实现 增益和截止频率可调，传统的设计方法是采用调节反响电 阻和滤波电容，但要使增益和截止频率步进可调，那么必须 采用新的方法。为了解决上述问题，本设计采用单片机作 为控制核心，较好地解决了滤波器的增益和截止频率调节 问题。 系统方案的论证与比拟 放大电路的选择 方案：采用多级放大和步进电
4、位器。控制局部采用 改变电阻的方式实现增益的步进可调，电位器为电阻步进 可调。采用三级肚放大电路，此电路结构简 作者简介：陈世夏，本科，副教授，现为海军航空工程学院青岛分院航空电子系教员，主要从事电子技术教学与研究。 中国科技核心期刊 万方数据 一 己口口年月 研究与开发 方案：采用数字电位器和二阶贝赛尔有源滤波电 路。数字电位器将数字信号转化成电阻量，采用单片机控 制可实现输出不同的阻值，从而改变滤波电路的截止频 率。低通滤波器选用贝赛尔滤波电路，滤波性能和时延性 好，且没有上冲。 设计要求滤波器截止频率步进可调，方案采用贝赛 尔滤波器加数字电位器，由单片机控制易于实现，故采用 方案。 总体
5、方案 经过分析比照，本系统以单片机为数据处理的核心， 将设计任务分为放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路、 显示、操作面板等模块。系统设计的框图如图 所示。 第己卷第期一 表增益步进关系 由表可知，根据增益步进要求，单片机每给出一个 数字量，经转换，输出对应模拟量，较好地实现增益 步进可调。 通频带的计算 在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下 降并产生相移，题目要求通频带为 。 上限截止频率：，兰一 骞去 一 图系统框图 下限截止频率：，善尼 放大电路采用三级相同频率特性的电路，根据给出的 通频带可以算出每级的上、下截止频率，一 ， 一 理论分析与计算 放大电路 为实现电压增益为 ，
6、发挥到 ，采用分别输 出的方式实现。电压增益误差不大于，通频带为 。通频带一一，根据增益 带宽乘积。，可得 ，因此 应中选择 范围的放大器，“ 一 ，输入信号为正弦信号且幅值为 ， ，应选用“。 选用和肚来实现放大，具有高精度低温 漂特性，可满足设计要求。 低通、高通滤波电路参数 根据电路的性质和仿真的结果，得到对应的低通和高 通滤波器参数如表、表所示。 表低通滤波参数 截止频率 电压放大增益的计算 根据放大倍数关系式。一一 ，计算 出础。一 ，因此输出电压 。采用三级放 大，每级放大倍，采用反相比例运算电路，那么每级输出电压 为一一，可得一，根据式。， 土 截止频率 输出阻值 输出阻值 计算
7、出放大后的电压值，静态时为 。 步进输入的计算 实现增益 步进可调，是通过数字量的变化来控 制的，要实现步进首先应先将输入的模拟量转化成数字 量，处理后转化成模拟量输出，此时输出信号的幅值可调， 根据要求输出模拟量的变化幅度为 。输出电压。 与输入数字量的关系为【，。一一，其中为单 片机送给的数字量，当输入给定数字量时，输出为模 拟量，以实现步进可调。输入与输出的关系如表 所示。 一一 万方数据 中国科技核心期刊 己口口年月 第己卷第期 表高通滤波参数 截止频率 表、表说明了低通和高通滤波器截止频率与数字 截止频率 电位器数值的一一对应关系。 输出阻值 输出阻值 电路与程序设计 程控放大器的设计 为实现放大器电压增益 ，且 步进可调，通 频带为 ，因此可以把电路分成两局部：一 局部为由单片机控制的可变输出，另一局部为多级放大。 单片机控制电路 电路主要由单片机、位数模转 换芯片和集成运放组成。工作原理是：首先， 将此模拟信号转化成数字信号送入单片机，经过单片机的 处理在将输出的数字量送给，通过输 出。电路见图。 斗 册 黜 ，
