程控滤波器设计方案..doc

程控滤波器 张翼 李军 戴焕昌 指导老师 黄智伟 2009年6月 目录 1. 系统方案 1 1.1 系统总体构成 1 1.2 控制器部分 1 1.3 可控增益放大器部分 2 1.4 程控滤波器部分 3 1.5 幅频特性分析仪部分 4 1.6 人机交互界面 5 2 理论分析与计算 5 2.1 低通滤波器参数选取 5 2.2 高通滤波器参数选取 5 2.3 椭圆滤波器参数选取 6 3 系统电路设计 6 3.1 程控放大器电路设计 6 3.2 低通滤波器电路设计 7 3.3 高通滤波器电路设计 8 3.4 椭圆滤波器电路设计 8 3.5 简易幅频特性测试仪设计 9 4 系统软件设计 9 5 测试方法与测试结果 11 5.1 程控放大器电路测试 11 5.2 低通滤波器电路测试 11 5.3 高通滤波器电路测试 12 5.4 带通滤波器电路测试 12 5.5 简易幅频特性测试仪测试 12 6 结论 12 参考文献 13 附录1 主要元器件清单 14 附录2 电路原理图及印制板图 15 附录3 程序清单 20 附录4 触摸屏界面 29 附录5 我们组完成的模块 32 程控滤波器 摘要：本系统由可控增益放大器、程控滤波器、椭圆滤波器和幅频特性测试仪四部分组成。可控增益放大器部分以可变增益放大器AD603作为核心器件，实现了输出增益的动态调整；程控滤波器和椭圆滤波器采用集成开关电容滤波器芯片LTC1068构成，通过改变时钟来实现滤波器截止频率、带宽可调；以TI Luminary ARM LM3S8962作为控制核心，辅以DDS扫频和有效值测量电路，并用触摸屏实现幅频特性的显示和控制。系统性能指标达到了设计要求，工作可靠，用户界面友好。 关键词：滤波器，Luminary ARM LM3S8962，触摸屏 Abstract: This system includes four parts: Programmed Amplifier, Programmed Filter and Elliptic Low-Pass Filter, Ellipit Low-Pass Filter and Instrument for Amplitude-Frequency Charcteristic. The PGA part use IC AD603 to make the plus controllable. The Programmed Filter and Elliptic Low-Pass Filter are based on Switched Capacitor Filter IC LTC1068. With the help of alterable clock, we make the bandwidth of the filters controllable. The system uses TI Luminary ARM LM3S8962 as the main controller. With the DDS and other circuits, we realize a simple Instrument for Amplitude-Frequency Characteristic as touch screen. The system performance indicators to meet the design requirements, runs stability and has friendly interface. Keywords: Filter, Luminary ARM LM3S8962, Touch screen 1. 系统方案 1.1 系统总体构成 本系统设计包括五大部分：LM3S8962控制器、可变增益放大器、程控滤波器、幅频特性测试和触摸屏等系统构成，总体结构方框图如图1.1.1所示，下面对各部分进行方案论证。 图1.1.1 系统总体结构方框图 1.2 控制器部分 方案一：采用MCS-51系列单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线MCS-51系列单片机 方案二：采用TI Luminary Stellaris（群星）LM3S系列32位ARM微控制器核心包含运行在50MHz频率下的ARM Cortex-M3 MCU内核、嵌入式Flash和SRAM、集成的掉电复位和上电复位功能、模拟比较器、10位ADC、SSI、GPIO、看门狗和通用定时器LM3S8962微控制器还具有一个电池备用的休眠模块，从而有效的使LM3S8962芯片在未被激活的时候进入