摘要 本文介绍了一种以单片机作为控制核心，采用OP27和MAX262芯片分别构成放大电路及滤波电路，实现的微弱输入信号高精度数字程控滤波器设计方法。
　　关键词 程控滤波器；微弱信号；单片机；放大电路
　　中图分类号 TN713 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0176-01
　　滤波器可允许一部分频率的信号通过，而抑制另一部分频率的信号，它在数据采集、信号处理和通讯系统等领域具有重要作用[1]。采用电阻、电容及运放等模拟分立元件，并通过模拟开关选取不同的阻值以实现截止频率的改变，其缺点是采用模拟器件的元件参数分散性较大，截止频率精度不高，当要求较多时，所需模拟开关必然很多，电路复杂，不能很好地实现选频智能化功能，尤其对于微弱信号很难实现精确滤波。因此，本文提出了一种采用程控放大和滤波器集成电路辅以简单的外围器件，可以快速转换放大器增益，并可通过软件更换截止频率轻易程控实现常用滤波器的功能，便于实现单片机控制，且具有高精度、高分辨率和低噪声的特点。
　　1 程控滤波器的系统原理
　　该系统的主要组成由单片机核心控制系统、程序放大电路、程序控制滤波模块和FPGA模块等几大模块组成。单片机实现对整个系统控制和协调，程控放大器对于微弱信号进行放大，程序控制滤波模块实现高通和低通滤波功能，FPGA为程序滤波模块提供精确地时钟频率，图1为程控滤波器系统原理图。
　　2 程序滤波器模块设计
　　程控滤波模块电路采用MAXIM的MAX262系列微处理器可编程通用有源滤波器，与普通模拟电路搭接的滤波器相比较，具有分布参数小、截止频率精度高、电路结构简单、便于CPU控制等优点。通过对滤波器的中心频率和品质因数的设置，本系统的程控滤波电路可方便地实现各种带通、低通、高通及全通滤波器的选择。程控滤波器模块硬件连接图如图2所示。
　　3 软件设计
　　程控滤波器软件设计流程图如图3所示。其中在“相应功能”模块部分，包括了根据输入微弱信号选择相应的放大倍数，再根据参数设置选择相应的滤波特性。
　　4 测试结果
　　将FPGA产生指定频率的测试信号送入待测滤波器的输入端，滤波器的输出端接YB4320G型示波器的输入端，检测接收到的信号是否符合预期的值。其测试结果如表1所示。
　　5 结论
　　参考文献
　　[1]闫青,付晨书.信号与系统[M].济南:山东科学技术出版社,2008,3.
　　[2]杭和平,杨芳,谢飞.单片机原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2008,5.