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:高通:100hz、500 hz、950 hz;低通:1050 hz、2000 hz、3500 hz。 由結(jié)構(gòu)示意圖可知,該程控帶通濾波器是由低通濾波器和高通濾波器級聯(lián)而成的。 由于在聲發(fā)射監(jiān)測過程中需要對監(jiān)測到的信號進行不同截止頻率的濾波分析,所以信號處理單元中的帶通濾波器必須滿足多頻段的濾波要求。在以往的設(shè)計中常采用多級選頻電路串聯(lián)或者通過切換rc網(wǎng)絡(luò)的方法來實現(xiàn)多頻段濾波。但由于這些方法需要較多的元器件,且參數(shù)調(diào)整較為困難,因此在聲發(fā)射監(jiān)測儀中選擇使用可程控的開關(guān)電容有源濾波器max262來實現(xiàn)多頻段程控帶通濾波。 為了提高監(jiān)測的精確度,必須使系統(tǒng)中的濾波器通帶盡量窄,即在接近通帶的止帶能產(chǎn)生最佳的衰減,并希望濾波器的階數(shù)在滿足前提條件下盡可能小。切比雪夫型濾波器就具有上述特點,能夠滿足系統(tǒng)要求,所以選擇用切比雪夫響應(yīng)進行程控帶通濾波器的設(shè)計。 2 多頻段切比雪夫型帶通濾波器 2.1 max262簡介 max262作為maxim公司推出的雙二階通用開關(guān)電容有源濾波器,其中心頻率范圍為1.0 hz~140 khz,輸入時鐘最大為4 mhz,可以通過微處理器精
在電子系統(tǒng)中,濾波器是數(shù)據(jù)采集、信號處理等方面不可缺少的重要環(huán)節(jié),如信號采集前的噪聲濾除,d/a轉(zhuǎn)換輸出的“階梯狀”濾波等等。一般的有源濾波器由運算放大器、rc元件組成,但這種濾波器的截止頻率、q值等參數(shù)都是固定不變的,在某些信號頻率動態(tài)范圍較寬的場合就不適宜使用。因此,有必要采取多種截止頻率的濾波器,如程控濾波器,對動態(tài)范圍較寬的信號進行濾波。美國maxim公司生產(chǎn)的可編程濾波器芯片max262可以通過編程進行各種參數(shù)的設(shè)置,實現(xiàn)低通、高通、帶通、陷波等處理,且濾波的特性參數(shù)如中心頻率、品質(zhì)因素等,均可以通過程序設(shè)置。 本文介紹以低功耗單片機msp430f449為控制核心,通過凌特公司數(shù)字頻率源芯片ltc69034產(chǎn)生時鐘信號精確控制max262,以及其與外圍電路構(gòu)成能實現(xiàn)多種功能的新穎濾波器系統(tǒng)的設(shè)計。本設(shè)計最大特點在于數(shù)字頻率源ltc6903與max262的結(jié)合使用,以及msp430具有的低功耗功能,當(dāng)系統(tǒng)超過一定時間沒信號輸入時程序可以自動關(guān)閉cpu進入節(jié)能省電模式。 1 系統(tǒng)設(shè)計方案 系統(tǒng)方案設(shè)計如圖1所示,vca810程控放大器作為信號輸入的前級放大,其增益
又因為不知控制系統(tǒng)中激勵信號的頻率以及在不同的環(huán)境條件下的干擾情況,因此,為了實現(xiàn)大動態(tài)范圍、多干擾因素的檢測系統(tǒng)的智能化,程控放大與程控濾波是必然的選擇,以實現(xiàn)軟件與硬件有機地結(jié)合。這是目前比較新穎、實用的電路設(shè)計。1 系統(tǒng)組成智能測量系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。它主要由電壓基準(zhǔn)源max6062和乘法型d/a轉(zhuǎn)換器max501實現(xiàn)可變電壓標(biāo)準(zhǔn);由多路開關(guān)max313對信號進行切換,使零點標(biāo)準(zhǔn)值、參考標(biāo)準(zhǔn)值和待測信號分別送入前置放大電路,前置放大電路設(shè)計成固定增益的形式。放大后信號輸入到程控濾波器max262和程控放大電路max501。濾波放大后的待測信號分成兩路,一路經(jīng)有效值轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成有效值,經(jīng)上下限比較電路判斷是否過量程,如果過量程,減小放大倍數(shù),直到在量程范圍內(nèi)。這時,切換到a/d轉(zhuǎn)換器,采樣有效值。根據(jù)采樣值決定待測信號的放大倍數(shù),并把待測信號切換到a/d轉(zhuǎn)換器進行采樣。2 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計整個測量系統(tǒng)主要由標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生電路、程控濾波電路、程控放大電路、a/d轉(zhuǎn)換電路和單片機組成。下面介紹其關(guān)鍵的自校零與自校準(zhǔn)技術(shù)、程控濾波電路和程控放大電路的設(shè)計。2.1 自校零與自校準(zhǔn)技術(shù)本系統(tǒng)的自校零與自
或載波信號。正弦渡信號主要通過模擬電路或dds(direct digital synthesis)等兩種方式產(chǎn)生.相對于模擬電路,dds具有相位連續(xù)、頻率分辨率高、轉(zhuǎn)換速度快、信號穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,因此,dds存雷達、通信、測試、儀表等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 1 系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)的核心部件是ad7008,ad7008是adi公司推出的高集成度dds頻率臺成器。首先單片機將頻率控制字發(fā)送給ad7008,在ad7008的輸出端口就可以得到所需的正弦信號,為了使輸出信號的頻率更為穩(wěn)定,將輸出信號通過由max262構(gòu)成的中心頻率可調(diào)帶通濾波器進行濾波處理.max262的中心頻率通過單片機按照ad7008的輸出頻率進行設(shè)置。dac0832的作用是控制輸出信號的幅度。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。 2 主要硬件電路 系統(tǒng)的主要硬件電路如圖2所示。其主要由ad7008與單片機之間的接口、程控濾波器、幅度控制等三部分組成?,F(xiàn)分別對其加以介紹。1.2.1 a07008與單片機之間的接口ad7008可以和外圍mpu構(gòu)成并行或串行兩種接口方式,其中并行接口又可以分為8位和16位兩種。由于系統(tǒng)采用8位單片機,考慮到響
號,比如人體呼吸及心跳所產(chǎn)生的頻率(0.03hz~3.3hz),因此在選擇濾波器件時,要求該濾波器具有很低的中心頻率范圍以及陡峭的過渡帶,這就對器件提出了很高的要求。 可編程開關(guān)電容濾波器max260 max260 是美國maxim公司推出的cmos雙二階通用開關(guān)電容有源濾波器,可以采用微處理器控制其精確濾波器函數(shù),無需外圍元件即可構(gòu)成多種帶通、低通、高通、帶阻、全通濾波器,其內(nèi)部含有兩個二階濾波單元,每個單元中心頻率、q值、濾波器工作模式均可由程序設(shè)置。max260比max261和max262有較好的偏移與直流特性。具有如下特點:微處理器接口、64步中心頻率控制、128步品質(zhì)因數(shù)控制、獨立的中心頻率和品質(zhì)因數(shù)編程、保證時鐘頻率f0對比值精度為1%、單+5v或±5v電源電壓工作以及0.01hz到7.5khz的中心頻率范圍。并且與數(shù)字濾波器相比,處理速度快、整體結(jié)構(gòu)簡單。芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示: 圖2 濾波器框圖(一個二階組) 其芯片主要由放大器、積分器、電容切換網(wǎng)絡(luò)(scn) 和工作模式選擇器組成。積分器、電容切換網(wǎng)絡(luò)和工作模式選擇器分別由編程數(shù)據(jù)m0,m1、 f0~
程控濾波主要是由MAX262通過程控實現(xiàn)。MAX262通過單片機SPI總線對濾波器參數(shù)編程實現(xiàn)程控濾波器,其中心頻率和品質(zhì)因數(shù)分別為64級、128級編程可調(diào),其電路原理如圖所示。
知控制系統(tǒng)中激勵信號的頻率以及在不同的環(huán)境條件下的干擾情況,因此,為了實現(xiàn)大動態(tài)范圍、多干擾因素的檢測系統(tǒng)的智能化,程控放大與程控濾波是必然的選擇,以實現(xiàn)軟件與硬件有機地結(jié)合。這是目前比較新穎、實用的電路設(shè)計。 1 系統(tǒng)組成 智能測量系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。它主要由電壓基準(zhǔn)源max6062和乘法型d/a轉(zhuǎn)換器max501實現(xiàn)可變電壓標(biāo)準(zhǔn);由多路開關(guān)max313對信號進行切換,使零點標(biāo)準(zhǔn)值、參考標(biāo)準(zhǔn)值和待測信號分別送入前置放大電路,前置放大電路設(shè)計成固定增益的形式。放大后信號輸入到程控濾波器max262和程控放大電路max501。濾波放大后的待測信號分成兩路,一路經(jīng)有效值轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成有效值,經(jīng)上下限比較電路判斷是否過量程,如果過量程,減小放大倍數(shù),直到在量程范圍內(nèi)。這時,切換到a/d轉(zhuǎn)換器,采樣有效值。根據(jù)采樣值決定待測信號的放大倍數(shù),并把待測信號切換到a/d轉(zhuǎn)換器進行采樣。2 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計 整個測量系統(tǒng)主要由標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生電路、程控濾波電路、程控放大電路、a/d轉(zhuǎn)換電路和單片機組成。下面介紹其關(guān)鍵的自校零與自校準(zhǔn)技術(shù)、程控濾波電路和程控放大電路的設(shè)計。 2.1 自校零與自校準(zhǔn)技術(shù) 本系統(tǒng)
準(zhǔn)或載波信號。正弦渡信號主要通過模擬電路或dds(direct digital synthesis)等兩種方式產(chǎn)生.相對于模擬電路,dds具有相位連續(xù)、頻率分辨率高、轉(zhuǎn)換速度快、信號穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,因此,dds存雷達、通信、測試、儀表等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 1 系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)的核心部件是ad7008,ad7008是adi公司推出的高集成度dds頻率臺成器。首先單片機將頻率控制字發(fā)送給ad7008,在ad7008的輸出端口就可以得到所需的正弦信號,為了使輸出信號的頻率更為穩(wěn)定,將輸出信號通過由max262構(gòu)成的中心頻率可調(diào)帶通濾波器進行濾波處理.max262的中心頻率通過單片機按照ad7008的輸出頻率進行設(shè)置。dac0832的作用是控制輸出信號的幅度。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。 2 主要硬件電路 系統(tǒng)的主要硬件電路如圖2所示。其主要由ad7008與單片機之間的接口、程控濾波器、幅度控制等三部分組成?,F(xiàn)分別對其加以介紹。 1.2.1 a07008與單片機之間的接口 ad7008可以和外圍mpu構(gòu)成并行或串行兩種接口方式,其中并行接口又可以分為8位和16位兩種。由于系統(tǒng)采用8位單片機,考慮到
程控濾波主要是由max262通過程控實現(xiàn)。max262通過單片機spi總線對濾波器參數(shù)編程實現(xiàn)程控濾波器,其中心頻率和品質(zhì)因數(shù)分別為64級、128級編程可調(diào),其電路原理如圖所示。 來源:與你同行
程控濾波主要是由max262通過程控實現(xiàn)。max262通過單片機spi總線對濾波器參數(shù)編程實現(xiàn)程控濾波器,其中心頻率和品質(zhì)因數(shù)分別為64級、128級編程可調(diào),其電路原理如圖所示。 來源:lover
程控有源濾波器硬件電路如圖所示。利用89c51控制鍵盤顯示器8279、可編程計數(shù)器8254、可編程有源濾波器max262。其中8254是3通道16位可編程計數(shù)器,計數(shù)時鐘頻率可達10 mhz,可向max262提供精確的時鐘頻率fclka和fclkb。 來源:lover