基于MAX267的程控濾波器的實(shí)現(xiàn)

程控濾波電路由雙二階通用開關(guān)電容有源帶通濾波器MAX267、真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637、A／D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809及單片機(jī)AT89C51實(shí)現(xiàn)，其電路原理圖如圖3所示。

2．1 濾波器電路
單片機(jī)AT89C51通過P1口(P1．0～P1．4)發(fā)送數(shù)據(jù)F0～F5到濾波器MAX267，通過32位的一維數(shù)組對F0～F5的32種中心頻率依次設(shè)定，濾波器輸出的信號(hào)通過AD637真有效值轉(zhuǎn)換得到直流電壓信號(hào)，再經(jīng)過ADC0809轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可讀取的數(shù)字信號(hào)，由P0口(P0．0～P0．7)讀取。單片機(jī)對該數(shù)據(jù)使用冒泡排序法儲(chǔ)存最大值，帶通濾波器的輸出波形最大值的中心頻率即是程控濾波器的最佳截止頻率。這是一個(gè)循環(huán)確定的過程。并且令MAX267的INb和BPa相連，從INa輸入，BPb輸出，cLKa和cLKb相連由有源1 MHz晶振輸入外部時(shí)鐘信號(hào)。這樣就構(gòu)成了四階帶通濾波器。通過查表得知對Q0，Q1，Q2設(shè)置-5 V的低電平，對Q3，Q4，Q5，Q6設(shè)置+5 V的高電平，這樣的品質(zhì)因素Q=8，此時(shí)的帶寬和增益均滿足設(shè)計(jì)需要。
2．2 比較器電路
因?yàn)镸AX267以高于+0．5 V和低于-0．5 V為高低電平，所以通過串聯(lián)3 kΩ和1 kΩ電阻對UA741的2腳輸入約1．25 V的電壓，3腳和單片機(jī)的P1口(P1．4～P1．0)相連，形成比較器對濾波器進(jìn)行控制，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平(+5 V)時(shí)比較器輸出+5 V電壓，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平(0 V)時(shí)比較器輸出-5 V電壓。
2．3 真有效值轉(zhuǎn)換電路
集成芯片AD637采用了標(biāo)準(zhǔn)真有效值電壓轉(zhuǎn)換接法。3腳，4腳接地，6腳和9腳相連，10腳接負(fù)電源，11腳接正電源，只有兩個(gè)外接元件，一個(gè)是接到輸入管腳的隔直電容C5為103，另一個(gè)是接在8腳和9腳間的濾波電容C6為10μF。把原先輸出端9腳接到芯片自帶緩沖放大器的輸入端1腳，由緩沖器輸出端14腳輸出可以提高輸出端帶負(fù)載的能力。
2．4 A／D轉(zhuǎn)換電路
ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝。由于只有一路模擬量輸入，所以通道選擇信號(hào)A、B、C全部接地從而選擇通道IN0。采集頻率由6 MHz經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部6分頻，再經(jīng)過芯片14024二分頻得到的500 kHz。開始信號(hào)START和ALE信號(hào)相連接至P2．2，這樣在信號(hào)的前沿寫入(鎖存)通道地址，緊接著在其后沿就啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC接至P2．1，采用查詢方式等到其為高電平時(shí)才繼續(xù)向下執(zhí)行程序。輸出使能信號(hào)OE控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，OE=1時(shí)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出8個(gè)口分別與單片機(jī)P0口的8個(gè)端口相連，得到的數(shù)據(jù)給中間變量vol儲(chǔ)存進(jìn)行比較。