基于MSP430和MAX262程控濾波器的設(shè)計(jì)

3 軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件流程如圖5所示，上電后MSP430開(kāi)始從系統(tǒng)末級(jí)通過(guò)AD采樣判斷是否有信號(hào)輸入。當(dāng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間仍沒(méi)有信號(hào)時(shí)，程序?qū)㈥P(guān)閉CPU，進(jìn)入低功耗模式；若測(cè)得有信號(hào)輸入則利用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)液晶顯示Mode功能菜單，等待輸入選擇濾波器類型、前級(jí)程控放大器增益倍數(shù)以及濾波器的Q值、截止頻率等各種參數(shù)，通過(guò)計(jì)算后對(duì)MAX262傳輸中心頻率與品質(zhì)因素?cái)?shù)據(jù)。若用戶開(kāi)始菜單選擇幅頻特性測(cè)試儀，則由MSP430程序驅(qū)動(dòng)AD9851產(chǎn)生掃頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)后再由MSP430F449內(nèi)部集成A／D模塊采樣有效值A(chǔ)D637的輸出，通過(guò)計(jì)算并顯示采樣結(jié)果，得出幅頻特性曲線，并在液晶上顯示。

4 系統(tǒng)性能測(cè)試
1)幅頻特性測(cè)試模塊性能測(cè)試
單片機(jī)控制9851產(chǎn)生掃頻信號(hào)，通過(guò)示波器觀察濾波器幅頻特性，將實(shí)測(cè)結(jié)果與幅頻特性測(cè)試模塊所得到的結(jié)果相比較，截止頻率在100 Hz～40 kHz之間幅頻特性測(cè)試誤差在1％以內(nèi)。
2)Q值調(diào)節(jié)測(cè)試
Q值可由編程數(shù)據(jù)Q0～Q7控制，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的Q值，在100 Hz～40 kHz之間設(shè)置不同的截止頻率，改變編程數(shù)據(jù)Q0～Q7，然后通過(guò)幅頻特性測(cè)試算得Q值與理論值誤差在2％以內(nèi)。
3)截至頻率控制性能測(cè)試
通過(guò)改變MAX262的時(shí)鐘信號(hào)頻率fCLK和頻率控制字N來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)N為固定值，則截止頻率由時(shí)鐘頻率fCLK決定，fCLK由MSP430單片機(jī)控制數(shù)字頻率源LTC69034產(chǎn)生。經(jīng)試驗(yàn)證明，LTC69034輸出頻率步進(jìn)精度高，在高頻段也可以達(dá)到10 kHz的步進(jìn)，固定MAX262的fCLK與fo比率為100．53倍關(guān)系，測(cè)得濾波器的截止頻率可以在100 Hz～40 kHz之間以100 Hz為連續(xù)步進(jìn)調(diào)節(jié)，誤差小于1％。
4)功耗測(cè)試
在實(shí)際電路系統(tǒng)功耗測(cè)試，整個(gè)系統(tǒng)在工作狀態(tài)下功耗小于60 mW，低功耗模式下功耗小于10 mW，極大地降低了系統(tǒng)功耗。此款低功耗程控濾波器滿足手持式裝置的低功耗要求，因此在現(xiàn)實(shí)設(shè)備中具有較大的應(yīng)用前景。

5 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)基于MSP430F449單片機(jī)完成對(duì)可編程濾波器MAX262的控制，能很好地實(shí)現(xiàn)各種有源濾波器的設(shè)計(jì)工作。這種程控濾波器使用靈活、工作穩(wěn)定、信號(hào)輸出效果好，使用者可根據(jù)實(shí)際需要自行設(shè)置濾波器的Q值、截止頻率、工作方式等。系統(tǒng)采用LTC69034可控時(shí)鐘芯片，讓濾波器的截止頻率可以100Hz低步進(jìn)調(diào)節(jié)，適用范圍更廣。前級(jí)程控放大器可達(dá)到40 dB的最大增益，故本設(shè)計(jì)可以輸入較小的信號(hào)，且最小增益步進(jìn)精度可為1 dB，可由使用者自定設(shè)置。系統(tǒng)還擴(kuò)展了幅頻特性測(cè)試模塊并在液晶顯示特性曲線。此外，MSP430具有低功耗特點(diǎn)，在系統(tǒng)超過(guò)一定時(shí)間不工作時(shí)可自行關(guān)閉CPU以節(jié)能省電，這也是本設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)之一。