MAX262濾波器在多通道聲發(fā)射監測儀中的應用

MAX262內部的兩個(gè)二階濾波器是完全獨立的，利用MAX262內部的濾波器A實(shí)現低通濾波，濾波器B實(shí)現高通濾波，再將兩個(gè)濾波器級聯(lián)起來(lái)，以實(shí)現滿(mǎn)足系統設計要求的四階切比雪夫型帶通濾波器。
由于低通三檔和高通三檔所要求的截止頻率都是低頻且間隔寬，所以針對不同的截止頻率和工作模式，在不超過(guò)MAX262的比率的范圍情況下，必須提供多種不同的時(shí)鐘頻率。本設計中采用MAXlIM公司的DS1099振蕩器來(lái)為MAX262的兩個(gè)濾波器提供所需的不同時(shí)鐘頻率。DS1099是一款低成本、低功耗、低頻率的硅振蕩器，可產(chǎn)生雙路方波輸出信號，經(jīng)過(guò)對1．048 MHz主振蕩器的不同分頻，而使輸出頻率在0．25 Hz和1．048 MHz之間，所要輸出的頻率可以按要求由廠(chǎng)家進(jìn)行編程設置。獨立的使能控制端可分別啟用或禁用兩路輸出信號。這里根據設計要求，經(jīng)過(guò)多次計算，需要兩個(gè)DS1099提供2種不同時(shí)鐘頻率，并要求廠(chǎng)家將這兩個(gè)DS1099的4個(gè)頻率輸出口編程設置為262、131、65．5及16．375 kHz。在接收低頻信號時(shí)，通過(guò)C8051F020程序控制選擇合適的濾波器輸入時(shí)鐘。由PO．2、PO．3、PO．4和PO．5等4個(gè)I／O接口分別控制2個(gè)DS1099的使能端，選擇濾波器所需的輸入時(shí)鐘。DS1099的正電源端均用旁路電容連接到地，以抗部分干擾、提高電路穩定性。
MAX262的4位地址線(xiàn)和2位數據線(xiàn)分別連接到C8051F020的P3口的P3．0～P3．5。寫(xiě)允許輸入端WR連接到P3．6。在濾波器輸出中，為了防止由于邏輯輸入的躍變而產(chǎn)生的某些噪聲，加一個(gè)8 D觸發(fā)器74HC374來(lái)進(jìn)行緩沖／鎖存。在濾波信號輸出時(shí)，由于MAX262的輸出波形為臺階狀的采樣信號，輸出波形的“階梯”以?xún)炔坎蓸铀俾?fCLK／2)出現，所以在信號輸出端口加一個(gè)單極點(diǎn)RC平滑濾波器來(lái)減小這種臺階噪聲干擾。在電源部分，采用±5 V雙電源供電，這樣可以保證地址和數據的輸入為T(mén)TL和CMOS電平兼容，同時(shí)還可以降低供電時(shí)的功耗。為了得到更好的性能，用旁路電容將V+和V-連接到地，這些電容應盡可能放置在靠近電源引腳的地方。
2．2．2 軟件設計
根據濾波器中要用到的低通和高通各3檔的截止頻率及衰減限度，利用MAXIM公司提供的MAX260／261／262濾波器設計軟件，把實(shí)現該濾波要求的fO和Q調試出來(lái)，再結合文獻計算出各個(gè)頻點(diǎn)相應的濾波器編程系數。最后，再次利用相應的濾波設計輔助軟件對參數進(jìn)行適當的調整，使設計結果達到最佳。調整后濾波器組件的各個(gè)頻點(diǎn)的設計參數和相應的編程系數見(jiàn)表1。

通過(guò)程序控制C8051F020的P3．0～P3．5口，根據需要，在不同地址單元中存入相應的數據信息。存儲器的內容是通過(guò)寫(xiě)入由A0～A3選中的地址來(lái)更新的，D0和D1為編程參數的輸入。存儲器地址單元的劃分如圖2所示。數據在的上升沿時(shí)被儲存到選中的單元中。由表2可見(jiàn)每個(gè)濾波器的工作模式、中心頻率、Q值所需編程數據均需要分8次寫(xiě)入MAX262的內部寄存器才能完成設置。