程控低通滤波器的设计.doc

目录 1. 实验目的…………………………………….……………………………………1 2. 设计任务……………………………………………………….…………………1 3. 滤波器理论分析………………………………………………………………….1 4. 芯片选择……………………………………………………………………….…2 4.1. 主控芯片……………………………………………………………………..2 4.2. 模拟开关芯片………………………………………………………………..2 4.3. 放大器集成芯片……………………………………………………………..3 4.4. 其他构件选择………………………………………………………………..4 5. 原理图…………………………………………………………………………….4 5.1. 主控单片机最小系统模块…………………………………………………..4 5.2. 模拟开关模块………………………………………………………………..5 5.3. 滤波器模块…………………………………………………………………..5 5.4. LDC1602与PS2接口模块…………………………………………………..6 5.5. 接口电路……………………………………………………………………..6 6. 仿真部分………………………………………………………………………….7 6.1. 仿真电路及仿真设置………………………………………………………..7 6.2. 电阻15.9K…………………………………………………………………...8 6.3. 电阻3.18K…………………………………………………………………...9 6.4. 电阻1.59K…………………………………………………………………..10 6.5. 电阻1.06K…………………………………………………………………..11 7. PCB板…………………………………………………………………………....12 8. PCB电路设计操作步骤………………………………………………………….13 9.总结………………………………………………………………………………..14 附件1………………………………………………………….…………………….16 附件2. PCB电磁兼容性设计技术(综述)……..…………………………………17 实验目的 1、 了解并掌握各种有源滤波器的基本构成和原理， 2、 掌握用DXP软件绘制原理图，绘制PCB板，以及元器件库的运用 3、 用DXP画出可编程低通滤波器的原理图和PCB。 设计任务 此次任务我选择做程控低通滤波器，同时可液晶显示当前截止频率，通过PS2键盘现场控制滤波器截止频率。要完成此项计划，首先得学习运放及滤波器的相关知识，并熟练使用通过DXP；然后设计一个低通滤波器，画出其原理图，通过改变其中的电阻从而改变该滤波器的截止频率，并通过DXP自带的仿真软件观察其频率响应，计算出所用的电阻值；最后做好相应的原理图及PCB库，并由原理图生成PCB，进一步调整布局，绘制导线、补泪滴、覆铜等操作，最终生成一块完整的PCB电路。 滤波器理论分析 本次任务设计的是低通程控滤波器。集总低通原型滤波器是现代网络综合法设计滤波器的基础，各种低通、高通、带通、带阻滤波器大都是根据此特性推导出来的。理想的低通滤波器应该能使所有低于截止频率的信号无损通过，而所有高于截止频率的信号都应该被无限的衰减，从而在幅频特性曲线上呈现矩形，故而也称为矩形滤波器（brick-wallfilter）。。 这里选择电压控制电压源（VCVS）电路，其中运放为同相输入，输入阻抗很高，输出阻抗很低。其优点是电路性能稳定，增益容易调节。滤波器性能参数表达式为： 在这里我让放大倍数Av=1,即R3开路，R4短路，此时Q=0.707。设计四个截止频率分别是1KHz，5KHz，10KHz，15KHz。为了减少模拟开关的个数，本次设计我们取电容不变，只改变电阻值的做法。则取电容为C=C1=0.01uF。则根据公式，有计算得 当截止频率f0=1KHz时， R1=R2=15.9KΩ 当截止频率f0=5KHz时， R1=R2=3.18KΩ 当截止频率f0=10KHz时，R1=R2=1.59KΩ 当截止频率f0=15KHz时，R1=R2=1.06KΩ 即整个程控滤波器截止频率可分为四个档位，通过不同的电阻对进行改变，而改变电阻这个过程则需要控制芯片及模拟开关的共同作用方可完成。 芯片选择 主控芯片： 本次设计所需的控制器只需进行很简单的程序控制模拟开关从而实现滤波器的档位程控操作，因而不需要控制器拥有过多的扩展和其他的高级功能，因此主控芯片采用经典的AT89S52单片机完全