基于MSP430和MAX262程控濾波器的設計

3 軟件設計
本系統(tǒng)設計的軟件流程如圖5所示，上電后MSP430開始從系統(tǒng)末級通過AD采樣判斷是否有信號輸入。當經(jīng)過一定時間仍沒有信號時，程序?qū)㈥P閉CPU，進入低功耗模式；若測得有信號輸入則利用單片機驅(qū)動液晶顯示Mode功能菜單，等待輸入選擇濾波器類型、前級程控放大器增益倍數(shù)以及濾波器的Q值、截止頻率等各種參數(shù)，通過計算后對MAX262傳輸中心頻率與品質(zhì)因素數(shù)據(jù)。若用戶開始菜單選擇幅頻特性測試儀，則由MSP430程序驅(qū)動AD9851產(chǎn)生掃頻信號，經(jīng)過被測網(wǎng)絡后再由MSP430F449內(nèi)部集成A／D模塊采樣有效值AD637的輸出，通過計算并顯示采樣結(jié)果，得出幅頻特性曲線，并在液晶上顯示。

4 系統(tǒng)性能測試
1)幅頻特性測試模塊性能測試
單片機控制9851產(chǎn)生掃頻信號，通過示波器觀察濾波器幅頻特性，將實測結(jié)果與幅頻特性測試模塊所得到的結(jié)果相比較，截止頻率在100 Hz～40 kHz之間幅頻特性測試誤差在1％以內(nèi)。
2)Q值調(diào)節(jié)測試
Q值可由編程數(shù)據(jù)Q0～Q7控制，每個數(shù)據(jù)對應一個不同的Q值，在100 Hz～40 kHz之間設置不同的截止頻率，改變編程數(shù)據(jù)Q0～Q7，然后通過幅頻特性測試算得Q值與理論值誤差在2％以內(nèi)。
3)截至頻率控制性能測試
通過改變MAX262的時鐘信號頻率fCLK和頻率控制字N來實現(xiàn)，設N為固定值，則截止頻率由時鐘頻率fCLK決定，fCLK由MSP430單片機控制數(shù)字頻率源LTC69034產(chǎn)生。經(jīng)試驗證明，LTC69034輸出頻率步進精度高，在高頻段也可以達到10 kHz的步進，固定MAX262的fCLK與fo比率為100．53倍關系，測得濾波器的截止頻率可以在100 Hz～40 kHz之間以100 Hz為連續(xù)步進調(diào)節(jié)，誤差小于1％。
4)功耗測試
在實際電路系統(tǒng)功耗測試，整個系統(tǒng)在工作狀態(tài)下功耗小于60 mW，低功耗模式下功耗小于10 mW，極大地降低了系統(tǒng)功耗。此款低功耗程控濾波器滿足手持式裝置的低功耗要求，因此在現(xiàn)實設備中具有較大的應用前景。

5 結(jié)束語
本系統(tǒng)基于MSP430F449單片機完成對可編程濾波器MAX262的控制，能很好地實現(xiàn)各種有源濾波器的設計工作。這種程控濾波器使用靈活、工作穩(wěn)定、信號輸出效果好，使用者可根據(jù)實際需要自行設置濾波器的Q值、截止頻率、工作方式等。系統(tǒng)采用LTC69034可控時鐘芯片，讓濾波器的截止頻率可以100Hz低步進調(diào)節(jié)，適用范圍更廣。前級程控放大器可達到40 dB的最大增益，故本設計可以輸入較小的信號，且最小增益步進精度可為1 dB，可由使用者自定設置。系統(tǒng)還擴展了幅頻特性測試模塊并在液晶顯示特性曲線。此外，MSP430具有低功耗特點，在系統(tǒng)超過一定時間不工作時可自行關閉CPU以節(jié)能省電，這也是本設計的最大特點之一。