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控制,MCU相关技术文章89C51单片机和FPGA为控制核心的程控滤波器设计
以单片机和可编程逻辑器件（FPGA）为控制核心，设计了一个程控滤波器，实现了小信号程控放大、程控调整滤波器截止频率和幅频特性测试的功能。其中放大模块由可变增益放大器AD603实现，最大增益60dB，10dB步进可调，增益误差小于1%。程控滤波模块由MAX297低通滤波、TLC1068高通滤波及椭圆低通滤波器构成，滤波模式用模拟开关选择。本系统程控调整有源滤波的-3dB截止频率，使其在1~30kHz范围内可调，误差小于1.5%。此外，采用有效值采样芯片AD637及12位并行A/D转换器MAX120实现了对扫频信号幅度的测量。
滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，可用于对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除。它在电子领域中占有很重要的地位，在信号处理、抗干扰处理、电力系统、抗混叠处理中都得到了广泛的应用。而对于程控滤波器，该系统的最大特点在于其滤波模式可以程控选择，且-3 dB截止频率程控可调，相当于一个集多功能于一体的滤波器，将有更好的应用前景。此外，系统具有幅频特性测试的功能，并通过示波器显示频谱特性，可直观地反应滤波效果。
1 方案论证与选择
1.1 可变增益放大模块的设计与论证
方案1：数字电位器控制两级INA129级联。用FPGA控制数字电位器DS1267使其输出不同的阻值，作为高精度仪表放大器INA129的反馈电阻。通过控制数字电位器来改变INA129的放大倍数，从而实现放大器的增益可调。
方案2：采用可变增益放大器AD603实现。可变增益放大器内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成，加在其梯型网络输入端的信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定；可通过单片机控制，由DAC产生精确的参考电压控制增益，从而实现较精确的数控。
由于输入的正弦小信号振幅10 mV，电压增益60 dB，10 dB步进程控可调，且电压增益误差不能大于5％。对精度而言两个方案都可实现，在AD603后再加一级放大也可实现60 dB的放大倍数。但数字电位器内部结构复杂，有电容影响，后级接运放后会带来意想不到的后果，因此采用方案2。
