開關(guān)電容濾波器（SCF）的選型及研究開發(fā)

　　3 運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)

　　運(yùn)算放大器是開關(guān)電容濾波器中重要的元件。如果運(yùn)算放大器的指標(biāo)不合理，可能會(huì)影響到整個(gè)濾波器的性能。所以需要根據(jù)實(shí)際的濾波器的性能要求選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)放指標(biāo)，從而使整個(gè)系統(tǒng)滿足要求。該濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1所示。

　　對(duì)于給定指標(biāo)的運(yùn)算放大器，合理的結(jié)構(gòu)選擇是整個(gè)設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的一點(diǎn)。在考慮指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，還需要考慮到可實(shí)現(xiàn)性，同等情況下選擇更簡(jiǎn)單、版圖更小的結(jié)構(gòu)。選擇一級(jí)運(yùn)放。因?yàn)槠湄?fù)載電容就是補(bǔ)償電容，無需特意去增加補(bǔ)償電容，而且相對(duì)于二級(jí)運(yùn)放(一般用米勒補(bǔ)償)，一級(jí)運(yùn)放在電源抑制比等方面都有優(yōu)勢(shì)。

　　4 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)控制主要包括輸入儀表放大器控制、峰值檢測(cè)控制、開關(guān)電容濾波器控制、增益控制、濾波器通道控制、輸出反相控制、鍵盤控制、顯示控制等部分。這里主要介紹開關(guān)電容濾波器的控制。開關(guān)電容濾波器的控制包括時(shí)鐘發(fā)生模塊和編程參數(shù)控制模塊2部分。時(shí)鐘發(fā)生模塊用于生成的各個(gè)二階濾波器組件的時(shí)鐘信號(hào)，該可編程濾波器系統(tǒng)共需3路時(shí)鐘控制。濾波器編程參數(shù)控制模塊用于實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部程序存儲(chǔ)器編程控制，包括濾波器編程參數(shù)讀取模塊和接口時(shí)序控制模塊。

　　4.1 時(shí)鐘發(fā)生模塊

　　時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器模塊由頻率跟蹤檢測(cè)、參數(shù)讀取、除法器、分頻器和時(shí)鐘使能控制等部分構(gòu)成。

　　1)頻率跟蹤檢測(cè) 濾波器在跟蹤工作模式下，PLC需檢測(cè)信號(hào)的周期。對(duì)輸入脈沖周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，將一個(gè)輸入信號(hào)周期所占的時(shí)鐘周期數(shù)輸出給參數(shù)讀取模塊進(jìn)行處理，程序較為簡(jiǎn)單。

　　2)參數(shù)讀取 根據(jù)濾波器類型、濾波器逼近函數(shù)和濾波器階數(shù)生成ROM的讀取地址。濾波器在典型和跟蹤工作模式下選擇對(duì)應(yīng)的ROM讀取除法器的被除數(shù)或除數(shù);手動(dòng)工作模式下，被除數(shù)為常數(shù)，除數(shù)直接從按鍵的鍵值輸入緩沖區(qū)讀取。由于系統(tǒng)使用2片MAX260，需要4路時(shí)鐘，故要讀出4組被除數(shù)和除數(shù)。圖4為參數(shù)讀取模塊的仿真波形，圖中的z1_f，z2_f，z3_f，z4_f為4組被除數(shù)，d1_f，d2_f，d3_f，d4_為4組除數(shù)。

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