程控滤波器
2012-06-02
标签: 滤波器

在自动控制设备和遥控设备中。经常需要改变滤波器的特性。如果在多通道系统中,各通道共用一套仪器放大器,每一通道又含有不同的已知噪声时.则系统中除了设计程控增益放大器外.还必须设计可程控的滤波器。图1表示具有程控增益和程控滤波器的数据采集系统。

什么是程控滤波器?所谓程控滤波器就是用二进制数字码来控制滤波器的传输函数,达到改变滤波器特性的目的。现讨论如下:

程控低通滤波器

图2表示程控低通滤波器的原理图,基准电压VR由电压跟随器A1提供。由于

所以

(1)

D/A转换器的输出电流

(2)

式中N=,R为R-2R解码网络电阻。

输出电流Io向电容C充电,于是输出电压为

(3)

将式1、3代入式2,得:

则该滤波器的传输函数为:

(4)

式中ωp为该电路中的极点,

式4为一阶低通滤波器的传输函数,控制数字量N就使ωp变化,即完成了程控低通滤波器的特性。

上图表示另外一种形式的程控低通滤波器,图中运放A构成比例加法器;运放B构成积分器;运放C将D/A的电流转换为电压。运放B输出电压VOB(jω)作为D/A转换器的基准电压。

Vo(jω)=-VOB(jω)*N(5)

式中,N为二进制数字量。

运放B将运放A的输出信号VOA(jω)积分后,输出电压为

(6)

式中τ4=R4C

而运放A将Vin(jω)和Vo(jω)两信号相加后反相输出:

(7)

将式6,7代入式5,可解出Vo(jω)与Vin(jω)的关系

(8)

传输函数为

(9)

设K=R2/R1,ωp=R3N/R2R4C,

则式9可写为

(10)

显然式10为一阶低通滤波器的传输函数,改变二进制数N,就能改变其滤波特性,达到程控滤波的目的。

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