可編程通用濾波器實(shí)現(xiàn)C-message加權(quán)功能

模擬人耳頻率響應(yīng)的C-message濾波器是美國(guó)語(yǔ)音，音頻和電信應(yīng)用的常用測(cè)試和測(cè)量濾波器。在歐洲，近親是聲音噪聲加權(quán)濾波器。您可以通過(guò)將三個(gè)二階帶通部分與一個(gè)二階低通部分級(jí)聯(lián)來(lái)構(gòu)建任一類型。

模擬人耳頻率響應(yīng)的C-message濾波器是美國(guó)語(yǔ)音，音頻和電信應(yīng)用的常用測(cè)試和測(cè)量濾波器。在歐洲，近親是聲音噪聲加權(quán)濾波器。您可以通過(guò)將三個(gè)二階帶通部分與一個(gè)二階低通部分級(jí)聯(lián)來(lái)構(gòu)建任一類型。例如，C 消息過(guò)濾器如圖 2 所示

圖1.級(jí)聯(lián)二階通用濾波器部分實(shí)現(xiàn) C 消息濾波器。

雙通道通用二階IC濾波器為實(shí)現(xiàn)圖2所示電路提供了一種緊湊而高效的方法。如果IC濾波器如圖所示是可編程的開(kāi)關(guān)電容類型，則只需在芯片上加載不同的系數(shù)集，即可根據(jù)需要快速實(shí)現(xiàn)C-message、復(fù)光或其他測(cè)試濾波器。這些系數(shù)設(shè)置每個(gè)二階部分的濾波器模式、Q 和截止或中心頻率 f0.C 消息過(guò)濾器僅具有 IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 743-1984 指定的極點(diǎn)：

圖2顯示了在圖1架構(gòu)中配置兩個(gè)濾波器IC的外部連接，以及每個(gè)濾波器部分關(guān)聯(lián)的數(shù)字系數(shù)的十進(jìn)制等效表。這些二階截面根據(jù) f 建立極點(diǎn)位置0列出的值。每個(gè)部分包含兩個(gè)連續(xù)時(shí)間切比雪夫?yàn)V波器，其中心頻率可以在128至1kHz范圍內(nèi)以25步進(jìn)行數(shù)字編程。通帶紋波為0.1dB。為了獲得最大的信噪比，每個(gè)部分輸出的信號(hào)幅度應(yīng)盡可能高。

圖2.所示電路連接和系數(shù)集使兩個(gè)可編程的開(kāi)關(guān)電容濾波器IC能夠?qū)崿F(xiàn)圖1所示的C-message濾波器。通過(guò)加載具有不同系數(shù)集的IC，可以獲得歐洲聲光噪聲加權(quán)濾波器和其他測(cè)試/測(cè)量濾波器。

信號(hào)擺幅如下：如果對(duì)輸入輸入施加4V電壓一個(gè)在 IC 上1、輸出血壓一個(gè)擺幅 2.7V，輸出血壓B擺幅 1.85V，輸出血壓一個(gè)集成電路數(shù)量2擺幅為 1.6V，低通輸出 （LP一個(gè)集成電路數(shù)量2） 擺動(dòng) 3.2V。集成電路2工作在模式4而不是模式1，LP和BP輸出的增益為2而不是1（參見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)）

必須將濾波器的輸入信號(hào)帶寬限制為 f時(shí)鐘/4或更少，其中（在這種情況下）f時(shí)鐘= 38.4kHz。IC中的非專用運(yùn)算放大器1為此可以提供二階或三階低通濾波器。IC中的非專用運(yùn)算放大器2可以提供類似的低通濾波器，用于平滑輸出信號(hào)。

作為替代方案，您可以使用一個(gè)濾波器 IC 和一個(gè)外部運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn) C 消息功能（圖 3）。然而，這種方法缺乏靈活性。您不能再通過(guò)對(duì)電路進(jìn)行電氣重新編程來(lái)切換到其他濾波器功能。

圖3.該電路基于一個(gè)濾波器IC和一個(gè)外部運(yùn)算放大器，產(chǎn)生與圖1相同的C-message響應(yīng)，但缺乏編程靈活性。

該電路在IC的未承諾運(yùn)算放大器周?chē)鷮?shí)現(xiàn)了外部電阻和電容的第一個(gè)帶通（BP#1）1.BP#1，也可用作IC采樣作用的抗混疊濾波器1，是一款無(wú)限增益、多反饋帶通濾波器，具有 f0= 312.74Hz，Q = 0.654，增益 = 0.654。文獻(xiàn)中提供了此配置的設(shè)計(jì)過(guò)程。

集成電路2實(shí)現(xiàn)BP#2和BP#3，增益和信號(hào)電平與圖1相同。帶有電阻和電容的外部運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)LP#1，LP#1也用作輸出平滑濾波器。與BP#1一樣，您可以將LP#<>設(shè)計(jì)為具有f0= 3492.778Hz，Q = 2.7316，增益 = 2。

125kHz時(shí)鐘頻率是任意的;其他值要求您對(duì) IC 進(jìn)行編程1對(duì)于不同的 f時(shí)鐘/f0率。

.圖4.圖1和圖2中的電路產(chǎn)生相同的頻率響應(yīng)

在兩個(gè)濾波電路（圖1和圖2）中，系數(shù)為f0安- G0B， Q一個(gè)， QB通過(guò)Maxim提供的軟件計(jì)算得出（參見(jiàn)數(shù)據(jù)資料）。圖4顯示了任一實(shí)現(xiàn)的濾波器傳遞函數(shù)。

審核編輯：郭婷