開(kāi)關(guān)電容濾波器的系統設計與實(shí)現

3)除法器 由于PLC采用50 MHz的晶振，輸入的中心頻率(或截止頻率)最大為4 kHz，因此采用26位除法器。由于PLC的除法指令需要占用很大資源，本設計采用移位相減實(shí)現除法運算。除法器的狀態(tài)圖如圖5所示，除法器的算法如下：將被除法從高位開(kāi)始移入移位寄存器的低位，移位寄存器每移位一次后與除數相減，結果大于零則商置1，將相減得到的結果后接還未移入移位寄存器的被除數再左移；結果小于零，則商置零，將原被減數后接還未移入移位寄存器的被除數再左移。如此移位相減直至被除數全部位數判斷完成，即移位相減26次以后，除法完成。

4)分頻器模塊和時(shí)鐘使能 分頻器從除法器的結果作為分頻系數對PLC的時(shí)鐘頻率分頻，得到各個(gè)二階濾波器組件的時(shí)鐘信號。時(shí)鐘信號產(chǎn)生后并不馬上送入MAX260的時(shí)鐘輸入引腳，需檢測到MAX260的編程代碼下載完成后再使能時(shí)鐘輸出，下載過(guò)程中，時(shí)鐘信號保持高阻態(tài)，且對未使用的二階濾波器組件，其時(shí)鐘信號亦保持高阻態(tài)。
4．2 濾波器編程參數控制
本系統中濾波器在典型和跟蹤工作模式下的逼近函數是確定的，故其編程代碼也是確定的，將編程代碼存入存儲器中，根據濾波器的各參數讀取編程代碼即可。手動(dòng)模式下，編程參數由外部輸入。為方便下載，將4個(gè)二階濾波器節組件的編程代碼組成一個(gè)64位的編程控制字。每種逼近函數的各階低通、高通和帶通濾波器對應一個(gè)64位的編程控制字，故共有48個(gè)編程控制字。每個(gè)編程控制字的格式中前8位對應第一片MAX260的二階濾波器組件A，第16位至第32位對應第一片MAX260的二階濾波器組件B，后32位對應第二片MAX260。
控制字的位數是固定的，與濾波器設定的階數無(wú)關(guān)，即與所使用的二階濾波器組件的個(gè)數無(wú)關(guān)，未使用的二階濾波器組件的對應控制字位置零，由于未使用的二階濾波器組件的時(shí)鐘信號保持高阻態(tài)，故對其進(jìn)行寫(xiě)操作后該組件仍不會(huì )工作，不會(huì )對總濾波器構成影響。當使用第一片MAX260時(shí)，控制字的高32位全部置為零，此時(shí)控制字將使第二片MAX260進(jìn)入低功耗的待機模式。

5 結論
合理地選擇濾波器的類(lèi)型和階數是濾波器設計的第一步，是由不同的應用需要，不同的信號與噪聲特點(diǎn)，不同的精度要求來(lái)決定?；陔娏ΜF通訊信號的特點(diǎn)，采用6階切比雪夫近似濾波器。通過(guò)對濾波器結構的比較，采用低Q結構，分析了開(kāi)關(guān)電容電路和電容編程陣列，最終設計一個(gè)可編程開(kāi)關(guān)電容6階帶通濾波器；在濾波器設計中，運放器選擇增益為70 dB，帶寬為10倍時(shí)鐘頻率，是合理的性能指標；通過(guò)對設計的開(kāi)關(guān)電容濾波器進(jìn)行仿真，結果基本與設計目標吻合。