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凌阳16位单片机程控滤波设计_开关电容 第2页

更新时间:2012-4-17:  来源:毕业论文
(2)滤波器方案论证
我们采用的是RC结构的二阶滤波电路。低通滤波时:根据二阶的低通滤波函数,在大于截止频率fc  时,幅频特性曲线以40/10f速度下降,所以在2 fc 处的增益为-12.04dB。再加上放大器的40dB增益,总增益为27.96dB,达到了题目小于30 dB的要求。高通滤波时:根据二阶的高通滤波函数,在小于截止频率fc 时,幅频特性曲线以40/10f速度上升,所以在0.5 fc 处的增益为-12.04dB。再加上放大器的40 dB增益,总增益为27.96dB,也达到了题目小于30 dB的要求。 房地产公司二手房实习报告
在电阻的选取上,我们采取了开关电容取代电阻的方案。基本开关电容单元的原理图,如下:           
开关S1,S2采用通段受方波信号控制的模拟开关,当¢为高电平时开关S1闭合,当¢为低电平时S1开通。S2的开通关断情况与S1相反。在时钟周期Tc内,从1端向2端传输的电荷量为: 。
而电流为:
可见基本开关电容单元可以等效为一个电阻 。而且方波信号的频率与信号频率的比值越大,这种近似性越好。
2.系统硬件设计2.1系统的总体设计
                     图2.1程控滤波器结构框图
本系统以凌阳61单片机作为主控单元,将设计任务分为放大器,低通滤波器,高通滤波器,椭圆滤波器,人机接口单元等功能模块。
放大器用AD620和数字电位器组成的放大电路两级串联构成。单片机通过控制数字电位器的阻值大小来控制放大器放大倍数。滤波器在单片机控制信号作用下在低通,高通,椭圆三种工作方式的切换。低通和高通滤波电路采用模拟开关,电容和运算放大器组成,单片机通过控制模拟开关的通断频率,来实现截止频率的调节。本系统还设计了良好的人际交互接口,实现了键盘处理,液晶显示,语音报数等功能。
2. 2单元电路的设计本文来自辣.文~论^文·网原文请找腾讯324,9114
2.2.  1放大器电路设计
由于运算放大器在高频时,其带宽下降,放大倍数减小,因此我们采用两级放大,具体电路图如图2.2:
 
2.2.2 滤波器电路设计
现以低通滤波电路设计为例说明。对于二阶低通滤波电路,
 
 
图2.3
传递函数为:
其中 , ,
为了在截止频率附近有较平坦的幅频特性曲线,令Q=0.707,可求出 ,又因为 ,因此 。
由对偶原理可知,二阶高通电路中 。
用开关电容原理等效后的电路图为:
 
图2.4
由前面分析可知
又由开关电容原理 ,
所以 
因此,在 与 的比值固定时,开关频 与截止频率 成正比,因此可用开关频率 控制截止频率 的大小。
根据题目要求,截止频率 的步进为
因为,       房地产公司置业顾问实习报告
所以,      
当截止频率 时,开关频率 ;
当截止频率 时,开关频率 ;
同理,二阶高通滤波器电路进行开关电容等效后,开关频率 可以控制截止频率 的大小。开关频率的大小所对应的截止频率与低通时一样,方便了系统设计和程序的编写。
2.3发挥部分的设计与实现
(1)实现了放大器电压增益为60dB,输入信号电压振幅为10mV;增益10dB步进可调,电压增益误差不大于2%。
(2)制作了一个四阶椭圆型低通滤波器,带内起伏≤1dB,-3dB通带为50kHz,要求放大器与低通滤波器在200kHz处的总电压增益小于5dB,-3dB通带误差不大于5%。
四阶椭圆型低通滤波器由椭圆函数压控电压源(VCVS)低通滤波节实现,借助MATLAB设计低通椭圆滤波器。
1.椭圆函数VCVS滤波节
2.⑴根据设计要求,带内起伏 1 ,-3 通带为50 ,利用MATLAB函数 ,求出滤波器通带带宽。

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