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基于單片機和FPGA設計的程控濾波器

作者: 時間:2015-01-21 來源:網(wǎng)絡 收藏

  3.4四階橢圓低通模塊

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/268443.htm

  系統(tǒng)要求制作一個四階橢圓型低通濾波器,帶內(nèi)起伏≤1 dB,-3 dB通帶為50 kHz,采用無源LC橢圓低通濾波器來實現(xiàn)。用Filter Sol ution模擬仿真濾波器,隨后在Multisim中再模擬仿真并調(diào)整電容、電感的參數(shù)使其為標稱值。此外,在橢圓濾波器前后接射級跟隨器避免前后級影岣。具體電路如圖5所示。

  

 

  圖5 橢圓代通濾波

  4系統(tǒng)軟件設計

  系統(tǒng)軟件設計由組成,用戶可以通過界面的顯示選擇高通、低通和橢圓濾波器,可以設置截止頻率,同時可以顯示幅頻曲線。其中主要完成用戶的輸入輸出處理和系統(tǒng)控制,主要完成的功能有:控制AD9851產(chǎn)生掃頻信號、控制濾波器截止頻率的時鐘信號的產(chǎn)生以及控制兩塊D/A以顯示幅頻特性曲線。程序流程圖如圖6所示。

  

 

  圖6 程序流程圖

  5測試方案與測試結果

  5.1放大器測試

  放大器輸入端的正弦信號頻率為10 kHz,振幅為10 mV,設定增益大小分別為10、20、30、40、50、60dB,用示波器測量實際輸出幅值,計算出實際增益,其誤差小于1%。此外,測得放大器通頻帶為1~200kHz.

  5.2低通、高通濾波器測試

  將放大器增益設置為40dB,濾波器設置為低通濾波器,預置濾波器截止頻率在1~30 kHz范圍,步進為1kHz.用示波器測量實際截止頻率,計算相對誤差小于1.5%,且2fc處的電壓總增益小于20dB.高通濾波器測試方法同理。

  5.3橢圓濾波器測試

  放大器增益設置為40 dB,用示波器測量實際-3 dB截止頻率和200 kHz處的總電壓增益。測得fc=50.0kHz,在150 kHz處幅度就已幾乎衰減到0.

  5.4幅頻特性與相頻特性測試

  測量低通、高通濾波器的頻率特性,在示波器上顯示其幅頻特性曲線,與所設置的濾波模式及截止頻率相符。

  6結束語

  本系統(tǒng)放大器增益范圍10~60 dB,通頻帶1~200 kHz,增益誤差小于1%。濾波器截止頻率范圍1~30kHz,誤差小于1.5%。橢圓濾波器截止頻率誤差為0,在150 kHz處幅度幾乎衰減到0.誤差主要來源于時鐘頻率,當截止頻率為20 kHz的時候,所需最高的時鐘頻率為2MHz,不能保證很好的時鐘沿,而且時鐘頻率也不可能精確地控制,以及放大器的非線性誤差。此外,利用DAC0800和有效值檢波電路實現(xiàn)了幅頻特性測試儀,系統(tǒng)整體性能良好。整個系統(tǒng)在的有機結合、協(xié)同控制下,工作穩(wěn)定,測量精度高,人機交互靈活。

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關鍵詞: 單片機 FPGA AD637

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