基于at89s52單片機(jī)的程控濾波器設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-06-27 15:11本頁(yè)面
【正文】 牌 嘈卜 躅 Ｉｌ ｌＱ 器：９ 王壹一Ｉ一＿ １７ 亙 —礦ｌ 忙 —Ｄ ＤＡｃ０８３２ 溫 盞ｐ啊，了 Ｊ＿ ，ｆ Ｊ＼＼１ ／＞ ””“ 酵 圖２程控電路 ３．１．２放大電路 放大電路采用不同參數(shù)的集成運(yùn)放的組合，每級(jí)使用 的集成運(yùn)放分別為０Ｐ０７、“Ａ７４１、ｏＰ０７。 ）（２ ＲＥＳＥＴ ＩＮＴＯ ＩＮＴｌ ＴＯ Ｔｌ Ｐ１０ 器； Ｐ２．０ Ｐ２．１ Ｐ２．２ Ｐ２＿３ Ｐ２．４ Ｐ２．５ ３３ １４ 孟‘：Ｎ。 斗５Ｖ ＩＮＰＵＴ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ＡＴ８９Ｓ５２ ＥＡ冊(cè) Ｘ 黜 ＰＯ．２ Ｐ０＿３ Ｐ０．ｄ ＰＯ．５ ３９ ３８ ３， ７ ６ ５ ４ Ｄ Ｄ Ｄ Ｄ Ｄ Ｄ Ｄ Ｄ Ｏ ＩＬＥ ３６ ３５ ３４ ５ ３ Ｖｃ。工作原理是：首先，０８３２ 將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的 處理在將輸出的數(shù)字量送給ＣＡＣ０８３２，通過(guò)ＬＭ３２４輸 出。 輸出阻值／Ｑ １０ ０００ ８ ３２２ ５ ８９８ ４ ５８５ ３ ８７８ ３ ２７２ ２ ７６７ ２ ４６４ ２ ２６２ ２ ０６０ 輸出阻值／Ｑ １ ８５８ １ ７５７ ｌ ６５６ １ ５５５ １ ４５４ １ ３５３ １ ２５２ １ １５１ １ ０５０ ９４９ ３電路與程序設(shè)計(jì) ３．１程控放大器的設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)放大器電壓增益４０ ｄＢ，且１０ ｄＢ步進(jìn)可調(diào)，通 頻帶為１００ Ｈｚ～４０ ｋＨｚ，因此可以把電路分成兩部分：一 部分為由單片機(jī)控制的可變輸出，另一部分為多級(jí)放大。輸入與輸出的關(guān)系如表１ 所示。 ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ７７７ 與輸入數(shù)字量的關(guān)系為【。 ２．１．２步進(jìn)輸入的計(jì)算 實(shí)現(xiàn)增益１０ ｄＢ步進(jìn)可調(diào)，是通過(guò)數(shù)字量的變化來(lái)控 制的，要實(shí)現(xiàn)步進(jìn)首先應(yīng)先將輸入的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字 量，處理后轉(zhuǎn)化成模擬量輸出，此時(shí)輸出信號(hào)的幅值可調(diào)， 根據(jù)要求輸出模擬量的變化幅度為１ ｍＶ。采用三級(jí)放 大，每級(jí)放大１０倍，采用反相比例運(yùn)算電路，則每級(jí)輸出電壓 ． 為ｕｊ一一（Ｒｒ／Ｒ）ＵＩ，可得Ｒｒ／Ｒ一１０，根據(jù)式Ａ—Ｉ｜Ａ。一２０ｌｇ△Ｌ『０／△Ｕ一６０ ｄＢ，計(jì)算 出礎(chǔ)。 ２．１．１ ２．２低通、高通濾波電路參數(shù) 根據(jù)電路的性質(zhì)和仿真的結(jié)果，得到對(duì)應(yīng)的低通和高 通濾波器參數(shù)如表２、表３所示。ＢＷ，可得ＧＢ—ｏ．７６２ ＭＨｚ，因此 應(yīng)當(dāng)選擇≥０．７６２ ＭＨｚ范圍的放大器，“Ａ７４１ ＧＢ一 １ Ｈｚ～４０ ｋＨｚ，輸入信號(hào)為正弦信號(hào)且幅值為１０ ｍＶ， ＭＨｚ，故選用“Ａ７４１［“。電壓增益誤差不大于５％，通頻帶為 １００ Ｈｚ。 上限截止頻率：，Ｈ≈———蘭一 168。 第己ｇ卷第］期一 表１增益步進(jìn)關(guān)系 由表１可知，根據(jù)增益步進(jìn)要求，單片機(jī)每給出一個(gè) 數(shù)字量，經(jīng)Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換，輸出對(duì)應(yīng)模擬量，較好地實(shí)現(xiàn)增益 步進(jìn)可調(diào)。 １．３總體方案 經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，本系統(tǒng)以單片機(jī)為數(shù)據(jù)處理的核心， 將設(shè)計(jì)任務(wù)分為放大電路、低通濾波電路、高通濾波電路、 ＬＣＤ顯示、操作面板等模塊。低通濾波器選用貝賽爾濾波電路，濾波性能和時(shí)延性 好，且沒(méi)有上沖Ｈ］。 中國(guó)科技核心期刊 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 一３９— 己口Ｉ口年］月 研究與開(kāi)發(fā) 方案２：采用數(shù)字電位器和二階貝賽爾有源濾波電 路?？刂撇糠植捎?改變電阻的方式實(shí)現(xiàn)增益的步進(jìn)可調(diào)，電位器為電阻步進(jìn) （１００ Ｑ）可調(diào)。為了解決上述問(wèn)題，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作 為控制核心，較好地解決了濾波器的增益和截止頻率調(diào)節(jié) 問(wèn)題。但要 進(jìn)行高效率地濾波，對(duì)Ａ／Ｄ要求有較高的采樣速率和實(shí) 時(shí)性，對(duì)單片機(jī)速度要求較高。 １．２濾波電路的選擇 方案１：采用數(shù)字濾波。用 ＯＰ０７和肚Ａ７４ｌ作為放大器件實(shí)現(xiàn)三級(jí)放大，程控增益電 路通過(guò)單片機(jī)控制ＤＡＣ０８３２實(shí)現(xiàn)模擬量輸出，具有增益 量程多變，易于實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制，輸出頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；程控放大電路；貝賽爾濾波器；數(shù)字電位器 中圖分類(lèi)號(hào)：ＴＮ７１３ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ｂ Ｄｅｓｉｎｇ ｏｆ Ｐｒｏｇｒａｍ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｆｉｌｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｓｈｉｘｉａ Ｇｕｏｃｈｅｎ ｏｎ ＡＴ８９Ｓ５２ Ｃｈｅｎ Ｑｉ Ｆｕｆｅｎｇ Ｄｉｎｇ （Ｎａｖｙ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ Ｑｉｎｇｄａｏ ｂｒａｎｃｈ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０４１，Ｃｈｉｎａ） ｈｉｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ． ｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ＡＴ８９Ｓ５２ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｒｅ，ｄｅｓｉｇｎｅ ａ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｇａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｅ ｏｆ ＡＴ８９Ｓ５２，ＤＡＣ０８３２ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐ—ａｍｐ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｃｏｎｔｒ０１．Ｉｔ ｒｅａｌｉｚｅ ｓｅｔｔｉｎｇｓ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｇａｉｎ—ｓｔｅｐ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆｒｏｍ Ｏ ｄＢ ａｃｔｅｒｓ ｔｏ ６０ ｄＢ．ＬＣＤ ｍｏｄｕｌｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ０ＣＭ２１６ ｏｆ ｄｏｔ—ｍａｔｒｉｘ ｃｈａｒ— Ｂｅｓｓｅｌ ｆｉｌｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｈｉｇｈ—ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｕｓｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｈｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ． ｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｗ—ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｕｓｅ ｌｏｗ—ｐａｓｓ ｖｏｌｔａｅ ｃｏｎ— ｔｒｏｌｌｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｏｍ １ ｋＨｚ ｔｏ ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｈｉｇｈ—ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ． ｔｏ Ｕｓｉｎｇ Ｘ９３１２ ｄｉｇｉｔａＩ ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏＩｌｅ ｃｕｔ—ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｏ ２０ ｋＨｚ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｂｕｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂｅｔｔｅｒ ａｃｈｉｅｖｅ ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｈ培ｈｅｒ ｓｙｓ— ｔｅｍ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＳＣＭ；ｐｒｏｇｒａｍ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｆｉｌｔｅｒ；ｂｅｓｓｅｌ ｆｌｉｔｅｒ；ｄｉｇｉｔａｌ ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ 單，但步進(jìn)倍數(shù)的調(diào)整比較復(fù)雜，且難以實(shí)現(xiàn)比較精確的 調(diào)整。放大電路采用由單片機(jī)ＡＴ８９Ｓ５２、ＤＡＣ０８３２和 集成運(yùn)放組成的程控放大電路，可實(shí)現(xiàn)
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