解读FPGA设计程控滤波器系统电路-北极星输配电网

投稿

我要投稿

以单片机和可编程逻辑器件(FPGA)为控制核心，设计了一个程控滤波器，实现了小信号程控放大、程控调整滤波器截止频率和幅频特性测试的功能。其中放大模块由可变增益放大器AD603 实现，最大增益60dB，10dB 步进可调，增益误差小于1%。程控滤波模块由MAX297低通滤波、TLC1068 高通滤波及椭圆低通滤波器构成，滤波模式用模拟开关选择。本系统程控调整有源滤波的-3dB 截止频率，使其在1~30kHz 范围内可调，误差小于1.5%。此外，采用有效值采样芯片AD637及12 位并行A/D 转换器MAX120实现了对扫频信号幅度的测量。

滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，可用于对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除。它在电子领域中占有很重要的地位，在信号处理、抗干扰处理、电力系统、抗混叠处理中都得到了广泛的应用。而对于程控滤波器，该系统的最大特点在于其滤波模式可以程控选择，且-3 dB 截止频率程控可调，相当于一个集多功能于一体的滤波器，将有更好的应用前景。此外，系统具有幅频特性测试的功能，并通过示波器显示频谱特性，可直观地反应滤波效果。

放大模块

放大模块的具体电路如图2 所示。第一部分是一个分压网络，其中前4 个电阻将输入信号衰减100 倍，并与信号源内阻共同构成51Ω阻抗，后面的51Ω为匹配电阻。第二部分采用OPA690(将小信号放大2 倍，同时起到阻抗变换和隔离的作用。由于AD603输入阻抗为100Ω，所以在后面串接一个100 Ω的电阻进行匹配。第三部分即为AD603可变增益放大，它的增益随着控制电压的增大以dB为单位线性增长。1 脚的参考电压通过单片机进行运算并控制DAC 芯片输出电压来得到，从而实现精确的数控。增益G(dB)=40VG+G0，其中VG 为差分输入电压，范围-500～500mV;G0 是增益起点，接不同反馈网络时也不同。在5、7 脚间接一个5kΩ的电位器，从而改变。

高通滤波模块

LTC1068是低噪声高精度通用滤波器，当其用于高通滤波时，截止频率范围1Hz～50 kHz，并且直至截止频率的200 倍都无混叠现象。由于LTC1068的4个通道都是低噪声、高精度、高性能的2 阶滤波器，因此每个通道只要外接若干电阻就可以实现低通、高通、带通和带阻滤波器的功能。具体电路如图3 所示。其中B 端口Q 值0.57，A 端口Q 值约为1。在电路的调试中发现，A 口的Q值需比B 口Q 值大，否则信号在截止频率处幅值会有上翘。

LTC1068的时钟频率与通带之比为200：1，由于LTC1068内部对时钟信号CLK二倍频，所以当截止频率最小为1 kHz 时，内部时钟频率其实为400kHz，故在LTC1068后面再加一个截止频率为450kHz 的低通滤波器以滤除分频带来的噪声及高次谐波。

原标题：解读FPGA设计程控滤波器系统电路

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

中纪委：2015年中央第一轮巡视将进驻26家央企（名单）

程控滤波器查看更多>有源滤波查看更多>滤波模式查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

解读FPGA设计程控滤波器系统电路

中纪委：2015年中央第一轮巡视将进驻26家央企（名单）

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~