利用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)數(shù)控低通濾波器

　　3 數(shù)字電位器設(shè)計(jì)考慮

　　濾波電路選擇數(shù)字電位器時(shí)需要考慮以下幾個(gè)因素。

　　使用數(shù)字電位器的最大限制是電位器端點(diǎn)的電壓，通常該電壓必須保持在VCC和GND之間，以避免ESD結(jié)構(gòu)內(nèi)部的二極管將音頻信號(hào)嵌位。當(dāng)VCC在規(guī)定的范圍(2.7~5.5 V)內(nèi)時(shí)，DS3903的ESD結(jié)構(gòu)允許輸入信號(hào)處于6 V與GND之間，這一特性對(duì)于要求輸入信號(hào)大于VCC的應(yīng)用非常靈活。但是，在圖l所示電路中并未處理6.0 VP-P信號(hào)，因?yàn)檫\(yùn)放電源低于6 V時(shí)將會(huì)嵌位信號(hào)。如果運(yùn)算放大器能夠采用更高的電壓供電，即可使用DS3903的大信號(hào)處理功能。

　　電位器抽頭的變化形式(線性或?qū)?shù))決定了電路截止頻率的線性調(diào)節(jié)或?qū)?shù)調(diào)節(jié)形式。對(duì)于圖l所示音頻范圍的濾波電路，為保證在40～800 Hz之間提供盡可能多的截止頻率設(shè)置，采用線性電位器比較合適。

　　電位器的分辨率(如128或256抽頭)決定了截止頻率的調(diào)節(jié)精度，抽頭數(shù)越多，截止頻率的調(diào)節(jié)精度也越高。對(duì)于音頻應(yīng)用，不太可能使用64或128抽頭以上的電位器來設(shè)置低通濾波器的截止頻率。對(duì)于寬帶應(yīng)用則要求更多的電位器抽頭。

　　一些數(shù)字電位器采用非易失存儲(chǔ)，能夠在沒有電源供電時(shí)保持抽頭位置。這種特性可用于保存校準(zhǔn)后的濾波器位置，而在上電時(shí)不再調(diào)整濾波器設(shè)置。易失電位器總是從一個(gè)預(yù)置位置啟動(dòng)，電路在被修改之前將一直保持默認(rèn)位置。

　　數(shù)字電位器的端到端電阻和滑動(dòng)電阻具有較寬的公差，圖l所示電路中的兩個(gè)電阻(POTO和POT2)則保持相等，因?yàn)檫@兩個(gè)電阻制作在同一硅片上。電位器的實(shí)際阻值差別較大，通常端到端電阻的變化范圍是±20%，但它們的相對(duì)值基本保持穩(wěn)定。

　　另外，數(shù)字電位器內(nèi)部也具有一定的寄生電容，這會(huì)限制最大截止頻率。截止頻率大于500 kHz時(shí)，不推薦使用10 kΩ的數(shù)字電位器，也不建議將50 kΩ數(shù)字電位器用于100 kHz以上的設(shè)計(jì)或?qū)?00 kΩ的數(shù)字電位器用于50 kHz以上的設(shè)計(jì)。對(duì)于音頻應(yīng)用，所選擇的電位器能夠提供足夠的帶寬，但對(duì)于寬帶應(yīng)用，必須慎重考慮這一因素。

　　4 運(yùn)算放大器的選擇

　　該電路對(duì)于運(yùn)算放大器的主要設(shè)計(jì)考慮是最小穩(wěn)定增益和輸入、輸出電壓擺幅。輸入級(jí)接收信號(hào)并將其偏置在VCC/2直流電平，濾波器本身是單位增益放大器。為保證可靠工作.放大器必須是單位增益穩(wěn)定。另外，還需選擇具有滿擺幅輸入、輸出的運(yùn)算放大器，以處理接近電路供電電壓的輸入信號(hào)。

　　5 結(jié)語

　　數(shù)字電位器可用于構(gòu)建數(shù)控低通濾波器.本文中的雙極點(diǎn)濾波器能夠在音頻應(yīng)用中提供良好性能，選擇不同的電容、電位器值可以調(diào)整濾波器的截止頻率，最高可達(dá)500 kHz。