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基于单片机和FPGA设计的程控滤波器

2015-02-19 02:02
姚看江湖
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  5 测试方案与测试结果

  5.1 放大器测试

  放大器输入端的正弦信号频率为10 kHz,振幅为10 mV,设定增益大小分别为10、20、30、40、50、60dB,用示波器测量实际输出幅值,计算出实际增益,其误差小于1%。此外,测得放大器通频带为1~200kHz。

  5.2 低通、高通滤波器测试

  将放大器增益设置为40dB,滤波器设置为低通滤波器,预置滤波器截止频率在1~30 kHz范围,步进为1kHz。用示波器测量实际截止频率,计算相对误差小于1.5%,且2fc处的电压总增益小于20dB。高通滤波器测试方法同理。

  5.3 椭圆滤波器测试

  放大器增益设置为40 dB,用示波器测量实际-3 dB截止频率和200 kHz处的总电压增益。测得fc=50.0kHz,在150 kHz处幅度就已几乎衰减到0。

  5.4 幅频特性与相频特性测试

  测量低通、高通滤波器的频率特性,在示波器上显示其幅频特性曲线,与所设置的滤波模式及截止频率相符。

  6 结束语

  本系统放大器增益范围10~60 dB,通频带1~200 kHz,增益误差小于1%。滤波器截止频率范围1~30kHz,误差小于1.5%。椭圆滤波器截止频率误差为0,在150 kHz处幅度几乎衰减到0。误差主要来源于时钟频率,当截止频率为20 kHz的时候,所需最高的时钟频率为2MHz,不能保证很好的时钟沿,而且时钟频率也不可能精确地控制,以及放大器的非线性误差。此外,利用DAC0800和有效值检波电路实现了幅频特性测试仪,系统整体性能良好。整个系统在单片机和FPGA的有机结合、协同控制下,工作稳定,测量精度高,人机交互灵活。

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