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低通滤波器相关技术文章可由数字设定截止频率的可编程低通滤波器

可由数字设定截止频率的可编程低通滤波器

电路的功能

如果需要连续改变滤波器的截止频率,大多采用电压控制滤波器,若不必连续改变,只需要阶梯状改变时,使用VCF也能达到目的。通过改变电阻值,使频率发生变化,切换模拟开关,便可使频率从10HZ为一档在10HZ~150HZ范围内部器件,而具它可用TTL电平控制,可用作CPU的内部器件。

电路工作原理

电路图可以看出,该电路主要是2节巴特沃滤波器,为了使Q=0.707,反馈放大器的放大倍数A取A=3-(1/Q)=1.586。

输入放大器为差动输入式,也可把一输入端接地,只用一个输入端,基衰减量应和滤波器增益量相等,以确保通带增益为0DB。反馈电阻R3为63K(R3=100K1.568=63K),E系列最接近的阻值是62K。

关于频率设定电阻R5:C1、C2采用了容易得到的0.1UF电容器,根据最低频计算RO,当F=10HZ时,RO=1/2π*0.1*10的-6次方*10=159.2K;F=20HZ时,RO=159.2K*1/2=79.6K;F=40HZ时,RO=39.8K,F每递增2倍,R2就降低1/2。如果最低频率F取30HZ,A和B为“L”电平,RO则为53.33K。通过设定1~15的数据,即可使截止频率FO在10~150HZ范围内变化。因为要串联模拟开关的通态电阻,为了尽量减少误差,RO用了较高的阻值,最小阻值为20K,假定ROS为50欧,截止频率比计算值低0.25%,这在实用上是允许的,本电路中每档增频10HZ,如果每档增频100HZ,C1、C2的容量应改为0.01UF。

元件选择

对于低通滤波器来说,如果输入信号频率比截止频率高得多,这时OP放大器输出阻抗高,起不到滤波作用,所以在选用OP放大器时要注意它的开环频率特性。BI-FET型OP放大器好,在不要求高输入阻抗的条件下,通用OP放大器也常被采用。

模拟开关应采用控制电压在±10V以上、通态电阻小的C-MOS开关,但是即使是同类产品,厂家不同,性能也不完全一样,NEC公司的通态电阻似乎更低些。

确定截止频率用的电阻须有1/2的递减关系,E系列产品中没有正好符合要求的产品,有些厂家可以订制,如果实在难以得到,可用2个电阻串联、或从E96系列产品中挑选阻值最接近的组装起来试试看。决定频率范围的电容C1和C2可根据精度要求选择。多路滤波器系统如果通道之间有误差则会造成不良的后果,所以要选用精度±1%以内的元件。

应用说明

要把本电路改成高通滤波器,须调换R和C的位置,R与模拟开关的关系不变。当高频噪声比较多时,输入级放大器的频率应为截止频率的10倍,并在R3、R4并联电容(C=1/2πFMAX*62K)。

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关于低通滤波器就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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