程控开关电容低通滤波器的通用模块开发
2022年电子技术应用第9期
杨春玲，张 扬，杨旭强，齐 超
哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001
摘要： 滤波器在电子学噪声测量和谐波失真测量的过程中，用于获取特定频带的信号或者抑制噪声。开发了一种带宽可调的程控开关电容低通滤波器模块，采用STM32单片机输出频率可调的时钟信号控制滤波器截止频率，改善了现有滤波器因参数固定而不能调节动态频率范围的情况。实验结果表明该程控滤波器通带在10 Hz~40 kHz可调，对频带外信号有明显的抑制能力，满足设计需求。
中圖分類號(hào)： TN713
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212420
中文引用格式： 楊春玲，張揚(yáng)，楊旭強(qiáng)，等. 程控開(kāi)關(guān)電容低通濾波器的通用模塊開(kāi)發(fā)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(9)：136-139.
英文引用格式： Yang Chunling, Zhang Yang，Yang Xuqiang，et al. Development of general module for program-controlled switching capacitor low pass filter[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：136-139.
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212420
中文引用格式： 楊春玲，張揚(yáng)，楊旭強(qiáng)，等. 程控開(kāi)關(guān)電容低通濾波器的通用模塊開(kāi)發(fā)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(9)：136-139.
英文引用格式： Yang Chunling, Zhang Yang，Yang Xuqiang，et al. Development of general module for program-controlled switching capacitor low pass filter[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：136-139.
Development of general module for program-controlled switching capacitor low pass filter
Yang Chunling，Zhang Yang，Yang Xuqiang，Qi Chao
School of Electrical Engineering and Automation，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China
Abstract： In the process of electronic noise measurement and harmonic distortion measurement, the filter is used to acquire the signal of specific frequency band or suppress the noise. In this paper, a programmable switching capacitor low-pass filter module with adjustable bandwidth is developed, and the clock signal with adjustable frequency output by STM32 MCU is used to control the cut-off frequency of the filter, which improves the situation that the existing filter cannot adjust the dynamic frequency range due to the fixed parameters. The experimental results show that the passband of the programmable filter can be adjusted at 10 Hz～40 kHz, and it has an obvious ability to suppress the out-of-band signals, which meets the design requirements.
Key words : switched capacitor filter; program-controlled filter; STM32
0 引言
在大數(shù)據(jù)時(shí)代，獲取可信度高的信號(hào)尤為重要。濾波器作為信號(hào)分析與處理過(guò)程中的常用器件，主要用于抑制干擾信號(hào)，適用于信號(hào)采集至輸出過(guò)程中的每個(gè)階段, 在不同的使用場(chǎng)景，對(duì)信號(hào)的濾波特性及其頻帶范圍的需求各有特點(diǎn)[1-2]。
目前國(guó)內(nèi)濾波器的產(chǎn)品類型很多，傳統(tǒng)的濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于修理和維護(hù)[3-5]，但由于其參數(shù)固定，不適用于有較大動(dòng)態(tài)頻率范圍調(diào)節(jié)的場(chǎng)景[6-7]。即使可以設(shè)計(jì)濾波器組，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)選擇不同的電阻電容調(diào)節(jié)截止頻率[8]，但是這類設(shè)計(jì)電路較為復(fù)雜，可靠性與靈活性欠佳。
針對(duì)現(xiàn)有的不足，本文結(jié)合微處理器的軟硬件技術(shù)，開(kāi)發(fā)一種可程控開(kāi)關(guān)電容低通濾波器模塊，并就其設(shè)計(jì)、制作過(guò)程和應(yīng)用方式進(jìn)行討論和研究。
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作者信息：
楊春玲，張 揚(yáng)，楊旭強(qiáng)，齊 超
(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150001)
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