程控開關電容低通濾波器的通用模塊開發
2022年電子技術應用第9期
楊春玲，張 揚，楊旭強，齊 超
哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱150001
摘要： 濾波器在電子學噪聲測量和諧波失真測量的過程中，用于獲取特定頻帶的信號或者抑制噪聲。開發了一種帶寬可調的程控開關電容低通濾波器模塊，采用STM32單片機輸出頻率可調的時鐘信號控制濾波器截止頻率，改善了現有濾波器因參數固定而不能調節動態頻率范圍的情況。實驗結果表明該程控濾波器通帶在10 Hz~40 kHz可調，對頻帶外信號有明顯的抑制能力，滿足設計需求。
中圖分類號： TN713
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212420
中文引用格式： 楊春玲，張揚，楊旭強，等. 程控開關電容低通濾波器的通用模塊開發[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212420
中文引用格式： 楊春玲，張揚，楊旭強，等. 程控開關電容低通濾波器的通用模塊開發[J].電子技術應用，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
在大數據時代，獲取可信度高的信號尤為重要。濾波器作為信號分析與處理過程中的常用器件，主要用于抑制干擾信號，適用于信號采集至輸出過程中的每個階段, 在不同的使用場景，對信號的濾波特性及其頻帶范圍的需求各有特點[1-2]。
目前國內濾波器的產品類型很多，傳統的濾波器結構簡單，易于修理和維護[3-5]，但由于其參數固定，不適用于有較大動態頻率范圍調節的場景[6-7]。即使可以設計濾波器組，通過模擬開關選擇不同的電阻電容調節截止頻率[8]，但是這類設計電路較為復雜，可靠性與靈活性欠佳。
針對現有的不足，本文結合微處理器的軟硬件技術，開發一種可程控開關電容低通濾波器模塊，并就其設計、制作過程和應用方式進行討論和研究。
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作者信息：
楊春玲，張 揚，楊旭強，齊 超
(哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱150001)
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