程控滤波器设计方案

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1、程控滤波器2009年6月目录1.系统方案11.1系统总体构成11.2控制器部分11.3可控增益放大器部分21.4程控滤波器部分31.5幅频特性分析仪部分41.6人机交互界面52理论分析与计算52.1低通滤波器参数选取52.2高通滤波器参数选取52.3椭圆滤波器参数选取63系统电路设计63.1程控放大器电路设计63.2低通滤波器电路设计73.3高通滤波器电路设计83.4椭圆滤波器电路设计83.5简易幅频特性测试仪设计94系统软件设计95测试方法与测试结果115.1程控放大器电路测试115.2低通滤波器电路测试115.

2、3高通滤波器电路测试125.4带通滤波器电路测试125.5简易幅频特性测试仪测试126结论12参考文献13附录1主要元器件清单14附录2电路原理图及印制板图15附录3程序清单20附录4触摸屏界面29附录5我们组完成的模块3231程控滤波器摘要：本系统由可控增益放大器、程控滤波器、椭圆滤波器和幅频特性测试仪四部分组成。可控增益放大器部分以可变增益放大器AD603作为核心器件，实现了输出增益的动态调整；程控滤波器和椭圆滤波器采用集成开关电容滤波器芯片LTC1068构成，通过改变时钟来实现滤波器截止频率、带宽可调；以TI

3、LuminaryARMLM3S8962作为控制核心，辅以DDS扫频和有效值测量电路，并用触摸屏实现幅频特性的显示和控制。系统性能指标达到了设计要求，工作可靠，用户界面友好。关键词：滤波器，LuminaryARMLM3S8962，触摸屏Abstract:Thissystemincludesfourparts:ProgrammedAmplifier,ProgrammedFilterandEllipticLow-PassFilter,EllipitLow-PassFilterandInstrumentforAmplitu

4、de-FrequencyCharcteristic.ThePGApartuseICAD603tomakethepluscontrollable.TheProgrammedFilterandEllipticLow-PassFilterarebasedonSwitchedCapacitorFilterICLTC1068.Withthehelpofalterableclock,wemakethebandwidthofthefilterscontrollable.ThesystemusesTILuminaryARMLM3S

5、8962asthemaincontroller.WiththeDDSandothercircuits,werealizeasimpleInstrumentforAmplitude-FrequencyCharacteristicastouchscreen.Thesystemperformanceindicatorstomeetthedesignrequirements,runsstabilityandhasfriendlyinterface.Keywords:Filter,LuminaryARMLM3S8962,To

6、uchscreen1.系统方案1.1系统总体构成本系统设计包括五大部分：LM3S8962控制器、可变增益放大器、程控滤波器、幅频特性测试和触摸屏等系统构成，总体结构方框图如图1.1.1所示，下面对各部分进行方案论证。信号调理信号程控放大功率放大低通滤波器高通滤波器带通滤波器真有效值检测ADCLM3S8962触摸屏DDS图1.1.1系统总体结构方框图1.2控制器部分方案一：采用MCS-51系列单片机，它31包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元

7、及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。MCS-51系列单片机一般的运行频率在20MHz以下。单片机功能强大，对顺序执行的功能函数很容易处理，人机界面设计较容易实现。但是单片机处理速度较慢，不能产生很高的外部时钟频率，很难满足产生任意频率的信号来控制低通滤波器或者高通滤波器的时钟端实现截止频率在1~20kHz内范围内可调的要求。方案二：采用TILuminaryStellaris（群星）LM3S系列32位ARM微控制器，其核心包含运行在50MHz频率下的ARMCortex-M3MCU内核、嵌入式Flash和SRAM

8、、集成的掉电复位和上电复位功能、模拟比较器、10位ADC、SSI、GPIO、看门狗和通用定时器等。LM3S8962微控制器还具有一个电池备用的休眠模块，从而有效的使LM3S8962芯片在未被激活的时候进入低功耗状态。一个上电/掉电序列发生器、连续的时间计数器（RTC）、一对匹配寄存器、一个到系统总线的APB接口以及专用的非易失性存储器、休眠模块等功能组件使L