1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电子信息 工程 程控滤波器的设计 一、课题研究意义及现状 随着数字信息时代的到来，数字信号处理已成为当今世界及其重要的学科和技术。数字滤波是数字信号处理的一个重要分支，它具有可靠性好、精度高、灵活、体积小、重量轻等优点。滤波器的优劣直接决定着产品的优劣。所以，滤波技术是极为敏感热门的课题，对滤波器的研制也历来为各国所重视。 测量系统从传感器拾取的信号中，往往包含有噪声和许多与被测量无关的信号并且原始的测量信号经传输、放大、变换、运算及各种其他的处理过程，也会混入各种不同形式的噪声从而影响测量精度。这些噪声一般随机性强，很难从时域中直接分离，但限于其产生的机理其
2、噪声功率是有限的。并按一定的规律分布于频域某一特定的频带中。信号分离电路一般采用滤波器实现噪声的抑制，提取所需的测量信号 fl。但是系统中采用的滤波器的形式和截止频率往往是固定的很难做到可调，这就给系统的设计带来一定的不便。然而，程控滤波器的使 用可以很好地解决这一问题。 早期的程控滤波器 主要通过模拟开关切换电阻网络，达到对滤波器工作频带的软件控制，但该滤波器工作频带的选择只有有限的几挡，缺乏截止频率选择的灵活性，调试较复杂，不易优化，应用在截止频率点较多的场合很难实现。这里采用开关电容类型滤波器设计，其最大的优点就是滤波器的截止频率可以通过控制时钟频率连续设置，仅需要一个由软件可以编程调整
3、的时钟源就可以实现由软件来定义滤波器的截止频率，工作频带可调节范围宽且灵活可靠，但是开关电容滤波器的价格较高，会提高系统的设计成本。传统的程控时钟信号 主要是由单片机控制 DDS(直接数字式频率合成器 )产生 ，利用时钟脉冲信号控制开关电容滤波器的高低通的截止频率，虽然它有分辨率高和速度转换时问快等优点，但是功耗较大，不适合电池供电系统的低功耗要求。 二、课题研究的主要内容和预期目标 设计并制作程控滤波器。放大器增益可调；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。 （ 1）放大器输入正弦信号电压振幅为 10mv，电压增益为 40dB，增益 10dB 可调，通频带为 100HZ40kHZ，放大
4、器输出电压无明显失真。 （ 2）滤波器可设置为低通滤波器，其 -3dB 截止频率 fc 在 120kHZ 可调，调节频率为步进 1kHZ， 2fc 处放大器与滤波器的总电压增益不大于 30dB。 （ 3）滤波器可设置为高通滤波器，其 -3dB 截止频率 fc 在 120kHZ 范围内可调，调节频率步进为 1kHZ， 0.5fc 处放大器与滤波器的总电压增益不大于 30dB。 （ 4）电压增益与截止频率的误差均不大于 10%。 （ 5）有设置参数显示功能。 三、课题研究的方法及措施 放大模块 滤波模块单片机信号输入控制参数信号输出DDS 模块输入时钟频率控制时钟频率信号的输入经过 OP07为核心
5、的 放大模块 进行 10100倍的 放大后 输入以 MAX262为核心的滤波模块 ， C8051单片机可对 MAX262滤 波模块 进行截止频率和品质因数的设定 。同时 DDS模块产生可选频率 50mv的正弦波 ， 经过 74HC14施密特反相触发器经两次反向产生方波 ， 作为MAX262的时钟信号。通过改变时钟信号的频率来改变滤波器的截止频率 ， 也可通过单片机直接设置 。 能 对信号进行低通、高通、带通等处理各种处理。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2011 年 9 月 20 日至 2012年 4月 20日。 2011 年 9 月 20 日至 2011 年 10 月 1 日：分析
6、任务，收集资料。 2011 年 10月 2 日至 2011年 10月 28 日：系统总体方案设计，完成、文献综述、外 文翻译。 2011 年 10 月 29 日至 2011 年 11 月 9 日：完成开题报告，准备开题答辩。 2011 年 11 月 13 日至 2011 年 12 月 13 日：硬件电路与软件程序设计。 2011 年 12 月 14 日至 2012 年 :1月 14日：撰写设计报告与论文。 2012 年 1 月 15 日至 2012 年 :4月 10日：设计作品完善，论文修改。 2012 年 4月 10 日至 2012年 4月 20 日：做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，
7、并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 【 l】 全国大学生电子设计竞赛组委会全国大学生电子设计竞赛获奖作品 (2007)M北京：北京理工大学出版社 2007 【 2】 潘秀琴，李元，卢勇基于 FPGA 程控滤波器设计与实现 J微计算机信息， 2010(11)：124 126 PAN Xiu-qin， LI Yuan， LU Yong The design and realization of programmable filter based on FPGA J MicrocomputerInformation， 2010(11)：124 126 【 3】 盖克胜，杨斌程控滤波器 J吉林：技
8、术与教育， 2008(1). 【 4】 董尚斌电子线路 (1)M清华大学出版社， 2006. 【 5】 Arthur B Williams电子滤波器设计手册 M喻春轩，译北京：电子工业版社 1986 【 6】 丁玉美 ,高西全 . 数字信号处理 (第二版 ) M . 西安 :西安电子科技大学出版社 , 2000: 182 187. 【 7】 马忠梅单片机的 C语言应用程序设计 M北京：北京航空航天大学出版社 2008. 【 8】 潘永雄 .新编单片机原理与应用 (第二版 ) M . 西安 :西安电子科技大学出社 ,2007: 143 144. 【 9】 黄正瑾 . 电子设计 竞赛赛题解析 M . 南京 : 东南大学出版社 , 2004. 【 10】 王振红 .FPGA开发与应用 M.北京 :清华大学出版社 ,2010.
