【正文】 Hz,所以此數(shù)據(jù)可用。 (3)排版設(shè)計(jì)緊湊，節(jié)省空間；批量生產(chǎn)時(shí)，元器件少，裝配、調(diào)試方便。 綜上所述，用 MAX291實(shí)現(xiàn)抗混疊濾波器，解決了電網(wǎng)諧波測(cè)量中的鏡像效應(yīng)問(wèn)題。另外，將印制板整體的地線 面積增大，電源及信號(hào)線盡量遠(yuǎn)離時(shí)鐘。干擾信號(hào)的頻段位于 30～ 40次諧波之間。另外由于開關(guān)電容濾波器本身的特點(diǎn)，將連續(xù)波截?cái)喑梢蚤_關(guān)頻率為采樣間隔的近似連續(xù)波，所以會(huì)帶來(lái)一些頻譜失真，失真度最大可達(dá)到～ 70 dB。 工作溫度范圍： MAX29C： 0℃～ +70℃； MAX29E： 40℃～ +85℃； MAX29MJA。 GND：地線。 V：負(fù)電源 。 OP OUT：獨(dú)立運(yùn)放的輸出端。 開關(guān)電容濾波器需要靠一個(gè)時(shí)鐘來(lái)驅(qū)動(dòng)電路工作， 該時(shí)鐘的頻率應(yīng)為 3 dB截止頻率的 100倍 通過(guò)調(diào)整時(shí)鐘，截止頻率的調(diào)整范圍為 — 25KHz。在 MAX29X 系列濾波器集成電路中，除了濾波器電路外還有一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算放大器（其反相輸入端已在內(nèi)部接地）。 在集成方案中，電容值是固定的，濾波特性受開關(guān)頻率的控制。這種電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程產(chǎn)生脈沖電流，可以計(jì)算其平均電流，當(dāng)開關(guān)頻率足夠快時(shí)，該電流等效于流過(guò)電阻的電流，可看作是電阻被一個(gè)電容所取代。開關(guān)電容濾波器可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)靈活使用，一般情況下，可以替代分離或集成連續(xù)時(shí)間濾波器。橢圓濾波器有最陡的通帶邊緣過(guò)渡特性，但相位特性也最差。 圖 鏡象頻率畸變 抗混疊濾波器的選擇 設(shè)計(jì) 抗混疊濾波 器需要首先確定所 希望的濾波特性 (截止頻率、過(guò)渡帶衰減等 )，然后選擇能夠滿足應(yīng)用需求的最佳濾波方案 (有時(shí)稱為濾波器類型 )。鏡像效應(yīng)是由于抽樣的頻率不夠高，在頻率域周期化時(shí)產(chǎn)生了頻譜的折疊而引起的。上圖所示為用 CC4046 實(shí)現(xiàn)任意數(shù)字的倍頻或分頻電路。由于其最大捕獲頻率范圍與輸入信號(hào)波形的占空比 低遁濾波器的 RC 時(shí)間 常數(shù)無(wú)差，所以具有很寬的捕獲頻率范圍， 即捕獲頻率具有自動(dòng)掃描功能，使系統(tǒng)迅速進(jìn)入鎖定狀態(tài)。另外，它的相位差能在 0176。其內(nèi)部電路框圖如圖 。在管腳 1 12 以及電源之間接入電阻是為了減少輸出波形的失真。 8V 越高 ,AI 、 BI 越小，輸出頻率越低，反之亦然。調(diào)整三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，可以改善正弦波的波形失真，在 1 腳 ADJS1端與 6 腳 V+電源端間接電位器可以改善正弦波的正向失真，在 12 腳 ADJS2端與地間接電位器可以改善正弦波的負(fù)向失真。充、放電流 IA、 IB的大小由外接電阻決定，當(dāng) IA=IB時(shí)輸出三角波，否則為鋸齒波。 的簡(jiǎn)介 ICL8038 的工作頻率范圍在幾赫茲到幾百千赫茲，其內(nèi) 部組成如圖 所示 ,引腳圖 所示。 （ 5）在對(duì)放大器進(jìn)行供電時(shí)，同樣要用到 V12? 電壓。 （ 3）電容參數(shù)的 選?。贺?fù)載電流為 500mA，若 Vi 電壓為 15V，則等效負(fù)載電阻為30 歐姆。正常情況下變壓器輸出功率約為： 16V =?？紤]到整流橋正向壓降，交流電壓應(yīng)大于 +2 =。穩(wěn)壓電源的電路圖如圖 所示。 仿真時(shí)，給定的輸入信號(hào)為 1V 的直流電。 第 5 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 說(shuō)明書 3 單元模塊設(shè)計(jì) 前置放大器主要是為了提高電路的輸入阻抗 ,一般取 1:1 放大 ,即電壓跟隨器。但是，單純的使用電阻和電容來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波處理，效果不是很好。 方案二 因?yàn)?MAX291 的截止頻率是隨著輸入時(shí)鐘的變化而變化的，且 clkf ∶ cf ＝ 100∶ 1，因此它的抗混疊濾波的截止頻率就是 10倍的信號(hào)輸入頻率，也即 10clk，而且可以隨著輸入頻率的變化而變化，從而起到了跟蹤濾波的功能。但都可以實(shí)現(xiàn)抗混疊濾波，跟蹤信號(hào)的功能。實(shí)際上的信號(hào)譜 并不是矩形截止的，同時(shí)由于時(shí)域有限，高頻分量不可避免。同時(shí)采用了 ? A741 運(yùn)算放大器組成反相加法電路與 MAX291 相連。這樣幾番重復(fù)就使頻響呈現(xiàn)波浪形。 MAX291/295 為巴特 沃思 型濾波器，在通頻帶內(nèi)，它的增益最穩(wěn)定，波動(dòng)小，主要用于儀表測(cè)量等要求整個(gè)通頻帶內(nèi)增益恒定的場(chǎng)合。它是利用頻率域?qū)π盘?hào)進(jìn)行分析、研究，同時(shí)也應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如通訊發(fā)射機(jī)以及干擾信號(hào)的測(cè)量，頻譜的監(jiān)測(cè)，器件的特性分析等等 。而 頻譜 分析儀對(duì)于信號(hào)分析來(lái)說(shuō)是不 可少的 。其中， MAXIM 公司生產(chǎn)的MAX291/292/293/294/295/296/297 系列 8階低通開關(guān)電容濾波器由于使用方便（基本上不需外接元件）、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單（頻率響應(yīng)函數(shù)是固定的，只需確定其拐角頻率即截止頻率 )、尺寸?。ㄓ?8pin DIP 封 裝）等優(yōu)點(diǎn)，在 ADC 的反混疊濾波、噪聲分析、電源噪聲抑制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在 橢圓型濾波器中，第一個(gè)傳輸零點(diǎn)后輸出將隨頻率的變高而增大，直到第二個(gè)零點(diǎn)處。 為實(shí)現(xiàn)頻譜分析儀的抗混疊濾波，在系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)選取了 MAXIM 公司生產(chǎn)的 MAX291巴特 沃思 型濾波器 。 圖 頻譜分析儀的信號(hào)流程 理論上如果遵守抽樣定律，即 sf ≥ 2 cf ,就可以避免鏡像效應(yīng)產(chǎn)生。 第 3 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 說(shuō)明書 方案比較 方案一 方案二 這兩種方案其實(shí)在整體結(jié)構(gòu)上沒(méi)有什么區(qū)別，只是具體電路的不同。 該電路主要由輸入信號(hào)、隔直電 容、平移、整形、測(cè)頻電路、倍頻電路、開關(guān)電容、濾波組成 。 方案選擇 方案一中不需要時(shí)鐘電路來(lái)驅(qū)動(dòng)濾波器工作，也不需要分頻電路來(lái)實(shí)現(xiàn)滿足 MAX291所需要的時(shí)鐘頻率，而且只需要一些簡(jiǎn)單的電阻、電容即可實(shí)現(xiàn)濾波處理，而方案二卻還需要很多集成芯片來(lái)完成。系統(tǒng)電路總圖見(jiàn)附錄。 圖 同相放大器 圖 電壓跟隨器 如圖 所示為同相放大器 ,其閉環(huán)電壓增益 : 1/1 RRA FVF ?? 輸入電阻 ici rR? 輸出電阻 0?oR 平衡電阻 Fp RRR //1? 由于 1?VFA ,所以取 01 ??RRF ,電路如圖 所示。結(jié)果如圖 所示： 圖 閉合開關(guān)結(jié)果顯示圖 本次設(shè)計(jì)中電路的工作電壓為 +5V和 +12V，各集成芯片的工作電壓也為 +5V 和 +12V， 第 7 頁(yè) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 說(shuō)明書 所以必須設(shè)計(jì)一個(gè)能輸出兩個(gè)電壓的穩(wěn)壓電源。考慮到電解電容并不是很大，為了穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定，交流電壓應(yīng)該大于 。 （ 2）變壓器輸入功率估計(jì)：本設(shè)計(jì)中各元件都是低功耗的集成元件，假設(shè)負(fù)載電流為 500mA,有效功率 12V =6W。根據(jù)具體情況選擇變壓器功率，如果 是最大電流，可以將變壓器功率取小些，本設(shè)計(jì)中選擇變壓器容量為 14VA。 （ 4）這個(gè)穩(wěn)壓電路由電橋整流部分、電容濾 波部分、穩(wěn)壓部分構(gòu)成。 ICL8038 是采用肖特基勢(shì)壘二極管等先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，外部只需接入很少的元件即可工作，可同時(shí)產(chǎn)生方波、三角波和正弦波。觸發(fā)器 FF的輸出端 Q控制外接定時(shí)電容的充、放電。 ICL8038 的三角波 — 正弦波變換由內(nèi)部三極管開關(guān)電路與分流電阻構(gòu)成的五段折線近似電路完成。 8V 可以通過(guò)電阻和電容與電源相連接來(lái)提供電位，通過(guò)改變阻值，就可以改變直流電位 8V 的大小。