程控濾波器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、Liaoning Normal University0 科 生 畢 業(yè) 論 文 ( 設(shè) 計(jì) ) 0 目：程控濾波器設(shè)計(jì) 0 院： 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：0 月 摘要摘要：本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程控濾波，放大器增益可設(shè)置；低通或高通濾波器通帶、截止頻率等參數(shù)可設(shè) 置。硬件以單片機(jī) AT89C52 為核心控制，主要由 PGA103 放大器、程控濾波器 MAX262、橢圓濾波 器和幅頻特性測(cè)試（DDS）等部分組成。放大器采用 PGA103，實(shí)現(xiàn) 60dB 固定增益放大，步進(jìn) 10dB 由單片機(jī)控制 AD7520 實(shí)現(xiàn)，其誤差不大于 5%。低通、高通濾波器由單片機(jī)控制可編程濾波器

2、芯 片 MAX262 實(shí)現(xiàn)，在 2fc 處放大器與濾波器的總電壓增益不大于 30dB。幅頻特性測(cè)試由 DDS 產(chǎn)生 信號(hào)經(jīng)峰值檢波后送入 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能很好地實(shí)現(xiàn)濾波器的程控，使用方便， 具有較高的性?xún)r(jià)比、實(shí)用性和使用價(jià)值。在此文中，采用 multisim 系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)程控濾波功能。關(guān)鍵字 AT89C52 程控濾波器 MAX2621ABSTRACTAbstract : This system can realize the digital programmable filter and also could intercalate the gain of amplifie

3、r, the passband parameter and cut-off frequency of LPF or HPF could be intercalated. The hardware uses MCU(AT89C52)as the core to control the system, it consist of the PGA103、MAX262、the four-order elliptic low-pass filter and DDS an so on. The amplifier uses the PGA103, the fixed gain of amplifier i

4、s 60dB, the AT89C52 control the AD7520, it could realize the controled 10dB gain, the error has 5%. The LPF and HPF are realized by the programmable switched-capacitor filter integrated chip MAX262, the chip is controled by the AT89C52, the voltage gain of amplifier and filter is 30 dB in the 2fc, D

5、DS theory is adopted to produce Amplitude-frequency characteristics tester. The design of the system is simple, it is very convenience. In this article, system simulation using multisim achieve programmable filtering.KeywordsAT89C52,elliptic,low-pass ,filter,MAX262,Amplitude-frequency,characteristic

6、stester2目錄（一）課題背景1（二）濾波器的發(fā)展1（三）論題的設(shè)計(jì)與要求2（四）濾波器的分類(lèi)2（五）本文的研究?jī)?nèi)容4二、系統(tǒng)組成5（一）程控濾波器的總體說(shuō)明51、程控放大器電路52、程控濾波器電路63、幅頻特性測(cè)試設(shè)計(jì)6（二） 系統(tǒng)主要單元電路設(shè)計(jì)71、系統(tǒng)簡(jiǎn)介72、程控放大器電路83、程控濾波電路84、四階橢圓低通濾波器設(shè)計(jì)電路105、幅頻特性測(cè)試設(shè)計(jì)126、峰值檢波電路14三、系統(tǒng)電路詳解17（一）器件介紹171、單片機(jī) AT89C52172、濾波器芯片 MAX262183、固定放大器 PGA103204、AD752021（二）功能電路圖221、程控放大電路222、程控濾波電路233

7、、系統(tǒng)總機(jī)電路25（三）系統(tǒng)測(cè)試及其結(jié)果271、放大器測(cè)試及其結(jié)果272、低通濾波器測(cè)試及其結(jié)果283、橢圓濾波器測(cè)試及其結(jié)果294、幅頻特性測(cè)試及其結(jié)果305、誤差分析30四、軟件設(shè)計(jì)30（一）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30（二）系統(tǒng)程序的編譯與仿真31結(jié) 論35致 謝36參考文獻(xiàn)373（一）課題背景什么是濾波器呢？從廣義上來(lái)說(shuō)，凡是有能力進(jìn)行信號(hào)處理的裝置都可以稱(chēng)為濾 波器，在近代電信設(shè)備和各類(lèi)控制系統(tǒng)中，濾波器應(yīng)用極為廣泛，從某種意義上來(lái)說(shuō) 濾波器的發(fā)展進(jìn)程就代表了電子業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，在所有的電子部件中，使用最多、技 術(shù)最為復(fù)雜的要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對(duì)濾波器的 研究

8、和生產(chǎn)歷來(lái)為各國(guó)所重視。我國(guó)的電子行業(yè)還處于發(fā)展階段，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家我 們還有不小的差距，所以我們必須投入更大的努力改變這一現(xiàn)狀，從而做到不求人， 只求己。（二）濾波器的發(fā)展1917 年美國(guó)和德國(guó)科學(xué)家分別發(fā)明了 LC 濾波器，次年導(dǎo)致了美國(guó)第一個(gè)多路復(fù) 用系統(tǒng)的出現(xiàn)。20 世紀(jì) 50 年代無(wú)源濾波器日趨成熟。自 60 年代起由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、 集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階，并且朝著低功耗、高精度、 小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可 靠成為 70 年代以后的主攻方向。導(dǎo)致 RC 有源濾波器 、數(shù)字濾波器、開(kāi)關(guān)電容濾波 器和電荷轉(zhuǎn)移器

9、等各種濾波器的飛速發(fā)展，到 70 年代后期，上述幾種濾波器的單片 集成已被研制出來(lái)并得到應(yīng)用。80 年代，致力于各類(lèi)新型濾波器的研究，努力提高 性能并逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。90 年代至現(xiàn)在主要致力于把各類(lèi)濾波器應(yīng)用于各類(lèi)產(chǎn)品 的開(kāi)發(fā)和研制。當(dāng)然，對(duì)濾波器本身的研究仍在不斷進(jìn)行。我國(guó)廣泛使用濾波器是 50 年代后期的事，當(dāng)時(shí)主要用于話(huà)路濾波和報(bào)路濾波。 經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，我國(guó)濾波器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已納入國(guó)際發(fā)展步伐， 但由于缺少專(zhuān)門(mén)研制機(jī)構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來(lái)，使得我國(guó)許多新型濾波器 的研制應(yīng)用與國(guó)際發(fā)展有一段距離。（三）論題的設(shè)計(jì)與要求（1）放大器輸入正弦信號(hào)電壓振幅為 10mV

10、，電壓增益為 60dB，增益 10dB 步進(jìn) 可調(diào)，通頻帶為 100Hz40kHz，放大器輸出電壓無(wú)明顯失真。（2）濾波器可設(shè)置為低通濾波器，其-3dB 截止頻率 fc 在 1kHz20kHz 范圍內(nèi) 可調(diào)，調(diào)節(jié)的頻率步進(jìn)為 1kHz，2fc 處放大器與濾波器的總電壓增益不大 于 40dB, RL=1k 。（3）電壓增益與截止頻率的誤差均不大于 10%。 （4）有設(shè)置參數(shù)顯示功能。（四）濾波器的分類(lèi)濾波器有各種不同的分類(lèi)，一般有如下幾種。4濾 波 器模擬數(shù)字有 源異 類(lèi)無(wú) 源取樣模擬數(shù)字混 合表傳各 類(lèi)晶機(jī)陶R自復(fù)多窄FI面輸諧 振體械瓷L適數(shù)維帶II波線(xiàn)器C應(yīng)RR開(kāi)電 荷開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn) 移關(guān)拓器電R

11、CRLSMOSS撲容CCRET-CCCCDBBD圖 1-1 濾波器的分類(lèi)（1）按處理信號(hào)類(lèi)型分類(lèi)按處理信號(hào)類(lèi)型分類(lèi)，可分為模擬濾波器和離散濾波 器兩大類(lèi)。其中模擬濾波器又可分為有源、無(wú)源、異類(lèi)三個(gè)分類(lèi)；離散濾波器又可分 為數(shù)字、取樣模擬、混合三個(gè)分類(lèi)。當(dāng)然，每個(gè)分類(lèi)又可繼續(xù)分下去，總之，它們的 分類(lèi)可以形成一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)，如圖所示。實(shí)際上有些濾波器很難歸于哪一類(lèi)，例如開(kāi)關(guān)電容濾波器既可屬于取樣模擬濾波 器，又可屬于混合濾波器，還可屬于有源濾波器。因此，我們不必苛求這種“精確” 分類(lèi)，只是讓人們了解濾波器的大體類(lèi)型，有個(gè)總體概念就行了。（2）按選擇物理量分類(lèi) 按選擇物理量分類(lèi)，濾波器可分為頻率選擇

12、、幅度選擇、時(shí)間選擇（例如 PCM制中的話(huà)路信號(hào)）和信息選擇（例如匹配濾波器）等四類(lèi)濾波器。 （3）按頻率通帶范圍分類(lèi) 按頻率通帶范圍分類(lèi)，濾波器可分為低通、高通、帶通、帶阻、全通五個(gè)類(lèi)別，而梳形濾波器屬于帶通和帶阻濾波器，因?yàn)樗兄芷谛缘耐◣Ш妥鑾?。（五）本文的研究?jī)?nèi)容本次課題主要研究的是以單片機(jī)為核心控制而設(shè)計(jì)的程控濾波器，硬件以單片機(jī) AT89C52 為核心控制，主要由 PGA103 放大器、程控濾波器 MAX262、橢圓濾波器和幅5頻特性測(cè)試（DDS）等部分組成。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)程控濾波，放大器增益可設(shè)置；低通 或高通濾波器通帶、截止頻率等參數(shù)可設(shè)置。本次課題的仿真部分，用到了 multi

13、sim 軟件，主要針對(duì)程控濾波器的放大部分 與濾波部分。通過(guò)設(shè)置函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的參數(shù)改變輸入信號(hào)，由四蹤示波器觀察得輸 出信號(hào)隨之改變的情況，最后分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。6二、系統(tǒng)組成（一）程控濾波器的總體說(shuō)明按設(shè)計(jì)要求，我大致將程控濾波器按功能分為三部分，如圖 21 所示：1、程控放大器電路2、程控濾波電路3、幅頻特性測(cè)試60dB 放大程控衰減程控濾波器輸入輸出鎖0 存 0 器 幅 頻特 性 機(jī)測(cè)試AT89C52圖 2-1 系統(tǒng)總體框圖1、程控放大器電路方案一：采用模擬電路搭建，由模擬開(kāi)關(guān)選擇不同的電阻檔實(shí)現(xiàn)步進(jìn)。此方法不占用單片機(jī)資源，使單片機(jī)能更好地控制其它電路，但采用純模擬電路搭建不易控制，

14、且控制精度不高。方案二：程控放大器由兩極電路組成，輸入信號(hào)首先經(jīng)過(guò) PGA103 固定放大后送入 AD7520 由單片機(jī)控制增益步進(jìn)。由于 AD7520 輸入電壓幅度的要求，在此采用先固定放大再程控，最后再固定放大。此方法控制精度高，由 AD7520 決定步進(jìn)精度，方便調(diào)節(jié)控制步進(jìn)。原理框圖如圖 22 所示。初步放大增益控制再次放大圖 2-2 程控放大原理框圖 基于以上方案比較，我選取方案二。2、程控濾波器電路方案一：采用運(yùn)放構(gòu)成切比雪夫有源濾波電路，通過(guò)單片機(jī)間接控制可變電 容兩端的電壓改變電容的值來(lái)改變截止頻率和程控步進(jìn)。但電路復(fù)雜，不容易控 制且精度不高，也不易于帶通帶阻等功能的擴(kuò)展。方

15、案二：選用專(zhuān)用的程控濾波器芯片 MAX262 實(shí)現(xiàn)。MAX262 可編程對(duì)各種低 頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通、帶阻和全通濾波器處理，且濾波器的特性參數(shù)如 中心頻率、品質(zhì)因數(shù)等可通過(guò)編程進(jìn)行設(shè)置?；谝陨戏桨副容^，我選取方案二。3、幅頻特性測(cè)試設(shè)計(jì)采用掃頻的方法：讓不同的頻率的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)待測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)比較輸入、 輸出波形的幅度關(guān)系，得到系統(tǒng)的幅頻特性。原理框圖如圖 2-3 所示。峰值檢波A/D單轉(zhuǎn) 片 信號(hào)源 檢測(cè)網(wǎng)絡(luò) 峰值檢波 換 機(jī)圖 2-3 幅頻特性測(cè)試 方案一：采用單片機(jī)動(dòng)態(tài)編程技術(shù)，用軟件產(chǎn)生正弦波數(shù)據(jù)，存入 RAM，利用指令尋址，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換輸出波形。用有源峰值檢波器實(shí)現(xiàn)峰值檢

16、波，再送入A/D 轉(zhuǎn)換完成量化，由單片機(jī)控制經(jīng) D/A 輸出得到幅頻特性。因單片機(jī)工作頻率 的限制使得其產(chǎn)生的信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)少，上限頻率不高。方案二：采用鎖相式頻率合成器，利用 PLL 將 VCO 的輸出品，鎖定在所需頻率上。1方案三：采用直接頻率合成（DDS），按頻率要求對(duì)相位增量進(jìn)行累加，以累 加相位值作為地址碼讀取存放在存儲(chǔ)器內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換、濾波即得所 需波形。單片機(jī)通過(guò)置入不同的相位增量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦波頻率的控制。采用 DDS產(chǎn)生的信號(hào)精度高，線(xiàn)性和穩(wěn)定度好。 基于以上方案比較，我選取的是方案三。（二） 系統(tǒng)主要單元電路設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)主要以 AT89C52 單片機(jī)為

17、控制核心，由 PGA103 放大器、程控濾波器MAX262、橢圓濾波器和幅頻特性測(cè)試組成。實(shí)現(xiàn)了電壓增益放大 60 dB 和 10dB步進(jìn)，頻率為 1K-20KHZ 步進(jìn)為 1K 的低通高通濾波器，LC 構(gòu)成的橢圓低通濾波器和掃頻范圍 100-200KHZ 的幅頻特性測(cè)試。2、程控放大器電路程控放大器采用固定放大器（PGA103）加可控電路（AD7520）實(shí)現(xiàn)。由于 AD7520 的輸入信號(hào)不能太大，所以采用初、次兩極放大。將 D/A 看成一個(gè)可數(shù) 控的電阻網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)增益可變放大，其放大倍數(shù)由單片機(jī)送到 D/A 的數(shù)據(jù)決定。 其仿真電路如圖 2-4 所示。圖 2-4 程控放大器23、程控濾波電

18、路濾波電路采用 MAX262 芯片設(shè)計(jì)，MAX262 芯片是 Maxim 公司推出的雙二階通 用開(kāi)關(guān)電容有源濾波器，可通過(guò)微處理器精確控制濾波器的傳遞函數(shù)（包括設(shè)置 中心頻率、品質(zhì)因數(shù)和工作方式）。在不需外部元件的情況下就可以構(gòu)成各種帶 通、低通、高通、陷波和全通濾波器。在程序控制下設(shè)置中心頻率、品質(zhì)因數(shù)和濾波器的工作方式。輸入時(shí)鐘頻率與 6 位編程輸入代碼一起決定濾波器的中心頻率或截止頻率，不影響其他濾波參數(shù)。濾波器 Q 值也可獨(dú)立變成。每個(gè)濾波器 的獨(dú)立時(shí)鐘輸入端可以連接晶體振蕩器、FC 網(wǎng)絡(luò)或外部時(shí)鐘發(fā)生器。片內(nèi)開(kāi)關(guān)和電容提供反饋以控制每個(gè)濾波器的和 Q。內(nèi)部電容的開(kāi)關(guān)速率是影響這些參數(shù)

19、精度的主要因素，盡管這些開(kāi)關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)（SCN）實(shí)際上為采樣系統(tǒng)，但它 們的特性可與連續(xù)濾波器(如 RC 快速濾波器）的特性相媲美。時(shí)鐘頻率與中心頻率之比（）保持高值，以便保持理想的二階狀態(tài)變量響應(yīng)。該電路由芯片 AT89C52 的 P1 口來(lái)控制,由單片機(jī)的 P0.0P0.5 口及 P2.2將數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器 74HC573 存起來(lái)再送入 MAX262 。通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù),可實(shí) 現(xiàn)帶寬為 1K-20KHz 的低通、高通、帶通濾波。其濾波電路如圖 2-5 所示。圖 2-5 四階濾波器4、四階橢圓低通濾波器設(shè)計(jì)電路四階橢圓低通濾波器，由運(yùn)放 NE5534、電感、電容等構(gòu)成 LC 有源濾波電路。3經(jīng)

20、仿真，各個(gè)參數(shù)都得到了圓滿(mǎn)的解決，其仿真電路和防真波形如圖 2-6，2-10 所示。圖 2-6四階低通橢圓濾波器J1+12-12+123GN D2C1C3+ C4-121C2+10uF10uFCO N30 . 1uF0 . 1uF+12C5GN DGN D1uF718L1J2R11kC7 220uH3J326R2L212U1150180uHCO N2GN D2 . 7nF2GN D CO N2C6C84557nF90nF-12GN D圖 2-7四階低通橢圓濾波器原理圖設(shè)計(jì)電路原理：利用集成運(yùn)算放大器與 RC 低通電路組成有源濾波器，可以提高通帶電壓放大倍數(shù)和帶負(fù)載能力，我采用運(yùn)放 NE5534

21、，級(jí)聯(lián) RC 電路，因?yàn)?NE5534 集成了兩塊運(yùn)放，輸入電壓經(jīng)過(guò)四級(jí) RC 低通電路后，接到運(yùn)放同相端，從而構(gòu)成了四4階低通濾波器。從運(yùn)放的輸出端接一個(gè)電容到同相端，其實(shí)是引入了一個(gè)反饋， 其目的是為了使輸出電壓在高頻段迅速下降，在接近于通帶截至頻率 f0 的范圍內(nèi)不致下降太多，從而有利于改善濾波特性。當(dāng) f f0 時(shí)，每級(jí) RC 電路的相位移為-45 ，因?yàn)?-arctg( f ) ，故兩級(jí)的 RC 電路的總相移為-90 ，因此在 f 接近 f0f0 但又低于 f0 的頻率范圍內(nèi)，Uo 與Ui 的相位差接近-90 ，Uo 與Ui 同相，所以 電容反饋為正反饋，即反饋信號(hào)加強(qiáng)了輸入信號(hào)的作

22、用，使電壓放大倍數(shù)增大， 在接近 f0 時(shí)，幅頻特性不會(huì)下降的太快。當(dāng) f0 f 時(shí),每級(jí) RC 電路的相位移接近-90 。則兩級(jí) RC 電路的總相移接近-180 ，此時(shí)Uo 與Ui 反相，反饋為負(fù)反饋，反饋信號(hào)減弱輸入信號(hào)，放大倍數(shù)降低，于是高頻段下降快。因?yàn)槭莾蓚€(gè)運(yùn)放級(jí) 聯(lián)構(gòu)成濾波電路，每個(gè)運(yùn)放與 RC 低通電路獨(dú)立濾波，所以濾波效果更優(yōu)于二階 低通濾波器。 運(yùn)放輸出信號(hào)再接入 RC、LC 電路，構(gòu)成諧振回路，用于提高電路 的抗干擾能力，選擇出所需信號(hào)。放大倍數(shù)公式如下：AuU oAup10mv2U if5mv1 + jf0f01，濾波器的截止頻率為1kHZ 。2 RC圖 2-8 信號(hào)源5

23、圖 2-9 濾波器輸出信號(hào)波形圖 2-10 橢圓濾波器的波特圖可以從波特圖中看出，當(dāng)濾波器的截止頻率為 1K 時(shí),衰減為 3dB 左右， 符合程控濾波器的設(shè)計(jì)要求。5、幅頻特性測(cè)試設(shè)計(jì)信號(hào)源由直接數(shù)字頻率合成器（DDS）構(gòu)成，峰值檢波采用二極管包絡(luò)檢波 電路。信號(hào)源經(jīng)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)行峰值檢波，再由A/D采集數(shù)據(jù)送入單片機(jī)處理后 由D/A轉(zhuǎn)換送出。測(cè)量原理如圖2-11所示。正弦信號(hào)發(fā)數(shù)據(jù)采集、處理、生器（DDS）被測(cè)網(wǎng)絡(luò)輸出圖 2-11 幅頻特性測(cè)試原理框圖 其中，信號(hào)源部分電路如下6圖 2-12 信號(hào)源電路6、峰值檢波電路圖 2-13 峰值檢波原理圖751kJ1C11U1D12R2+5 . 1k

24、31VO UT0 . 15u2-CO N2R35 . 1kR4R720k1 . 8kR5R8100k560R6510C20 . 01uC4+47uC30 . 047uJ212CO N2圖 2-14 峰值檢波原理圖電路原理：本電路利用二極管的單向?qū)щ娦?，從輸入調(diào)幅波中檢出原來(lái)的低 頻調(diào)制信號(hào)。輸入端加一運(yùn)算放大器，目的是為了提高由調(diào)幅部分送來(lái)的正常調(diào) 幅波的幅度，以滿(mǎn)足大信號(hào)峰值檢波的要求。它是由信號(hào)源、運(yùn)放、二極管和RL C低通濾波器串聯(lián)組成，RL C 電路有兩個(gè)作用，一是作為檢波器的負(fù)載，在其兩端輸出調(diào)制信號(hào)電壓；二是起到載波濾波作用。當(dāng)輸入信號(hào)較大（大于 0.5V）時(shí)， 檢波器即可工作于大

25、信號(hào)峰值包絡(luò)檢波狀態(tài)。在高頻信號(hào)電壓的正半周時(shí)，二極 管正向?qū)ú?duì)電容器 C 充電，由于二極管的正向?qū)娮韬苄?，所以充電電?id 很大，使電容器上的電壓Uc 很快就接近高頻電壓的峰值。這個(gè)電壓建立后通過(guò)信號(hào)源電路，又反向地加到二極管 D 的兩端。這時(shí)二極管導(dǎo)通與否，由電容器 C 上的電壓Uc 和輸入信號(hào)電壓Ui 共同決定。當(dāng)高頻信號(hào)的瞬時(shí)值小于Uc 時(shí)，二極管處于反向偏置，管子截止，電容器就會(huì)通過(guò)負(fù)載電阻 R 放電。由于放電時(shí)間 常數(shù) RC 遠(yuǎn)大于調(diào)頻電壓的周期，故放電很慢。當(dāng)電容器上的電壓下降不多時(shí)， 調(diào)頻信號(hào)第二個(gè)正半周的電壓又超過(guò)二極管上的負(fù)壓，使二極管又導(dǎo)通。在導(dǎo)通 時(shí)間內(nèi)又對(duì)電

26、容器充電，電容器的電壓又迅速接近第二個(gè)高頻電壓的最大值。當(dāng) 二極管又截止時(shí)，電容器又通過(guò)負(fù)載電阻 R 放電，不斷地循環(huán)反復(fù)以上過(guò)程，因 此只要充電很快，即充電時(shí)間常數(shù)Rd C 很?。≧d 為二極管導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻）；而放電時(shí)間常數(shù)足夠慢，即放電時(shí)間常數(shù) RC 很大，滿(mǎn)足 Rd C RC,就可使輸8出電壓Vc 的幅度接近于輸入電壓Vi 的幅度,即傳輸系數(shù)接近 1。另外，由于正向?qū)щ姇r(shí)間很短，放電時(shí)間常數(shù)又遠(yuǎn)大于高頻電壓周期（放電時(shí)Vc 的基本不變），所以輸出電壓Vc 的起伏是很小的，可看成與高頻調(diào)幅波包絡(luò)基本一致。而高頻調(diào)幅波的包絡(luò)又與原調(diào)制信號(hào)的形狀相同，故輸出電壓Vc 就是原來(lái)的調(diào)制信號(hào)，最后接

27、電位器和固定電阻，是為了增大電路的負(fù)載，而檢波器總是通過(guò)大容量的耦合電容與其他電路相接。圖 2-15 信號(hào)源圖 2-16 檢波器輸入、輸出波形 根據(jù)示波器的仿真示意圖，可以看出輸入、輸出信號(hào)的波形基本一致，可以很好的回復(fù)解調(diào)信號(hào)。9三、系統(tǒng)電路詳解（一）器件介紹1、單片機(jī) AT89C52AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 F

28、lash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C52 有 40 個(gè)引腳，32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口，3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口，2 個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)。0 3-1 AT89C52 引腳示意圖 0 3-1 AT89C52 引腳說(shuō)明表 名 稱(chēng)功能Vcc接+5V電源正端Vss接+5V電源地端XTAL1接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，構(gòu)成片內(nèi)振蕩器。XTAL2接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是片內(nèi)振蕩器10的輸出端。P0口P0.0 P0.7統(tǒng)稱(chēng)為P0

29、口。作為雙向 I O 口。P1口P1.0 P1.7統(tǒng)稱(chēng)為P1口。作為雙向 I O 口。P2口P2.0 P2.7統(tǒng)稱(chēng)為P2口。作為雙向 I O 口。RXD串行口輸入端TXD串行口輸出端外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效IN T 0外部中斷 1 請(qǐng)求輸入端，低電平有效I N T 1T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)脈沖輸入端T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)脈沖輸入端外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端，低電平有效W R外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效R DALE/地址鎖存有效信號(hào)輸出端PROG片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效PSENRST上電復(fù)位或掉電保護(hù)端為片外程序存儲(chǔ)器選用端。低電平時(shí)，

30、只選用片外程序EAEA / VPP存儲(chǔ)器，否則選用片內(nèi)存儲(chǔ)器。2、濾波器芯片 MAX262MAX262 芯片是 Maxim 公司推出的雙二階通用開(kāi)關(guān)電容有源濾波器,可通過(guò)微 處理器精確控制濾波器的傳遞函數(shù)（包括設(shè)置中心頻率、品質(zhì)因數(shù)和工作方式）。它采用CMOS工藝制造,在不需外部元件的情況MAX262引腳就可以構(gòu)成各種帶通、低通、高通、帶阻和全通濾波器。11圖 3-2 MAX262 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖 3-3 MAX262 引腳示意圖 表 3-2 MAX262 引腳說(shuō)明表名 稱(chēng)功 能V+正電源電壓端V-負(fù)電源電壓端模擬地。對(duì)雙電源工作接到系統(tǒng)地，對(duì)單電源工作接到1電GND2源電壓。在單電源應(yīng)用中，G

31、ND 應(yīng)很好地接旁路。CLKA濾波器 A 的振蕩器輸入及時(shí)鐘輸入端，這個(gè)時(shí)鐘在內(nèi)部被二分頻。CLKB濾波器 B 的振蕩器輸入及時(shí)鐘輸入端，這個(gè)時(shí)鐘在內(nèi)部被二分頻。CLK OUT晶體和 RC 振蕩器工作的時(shí)鐘輸出端12OSC OUT振蕩器輸出端。自時(shí)鐘工作時(shí)，連接到晶體。INA，INB濾波器輸入端BPA，BPB帶通輸出端LPA，LPB低通輸出端HPA，HPB高通/陷波/全通輸出端_寫(xiě)允許輸入端WRA0,A1,A2,A3f0 和 Q 輸入數(shù)據(jù)單元的地址輸入端D0 ，D1f0 和 Q 編程數(shù)據(jù)輸入端OPOUT自由運(yùn)算放大器輸出端OPIN自由運(yùn)算放大器輸入端3、固定放大器 PGA103PGA103 是增益可控的放大器，通過(guò)兩個(gè) CMOS/TTL 開(kāi)關(guān)可選擇不同的增益值（1，10，100）。圖 3-4PGA103 引腳示意圖表 3-3PGA103 引腳說(shuō)明表名 稱(chēng)功 能VIN信號(hào)輸入端13VOUT信號(hào)輸出端A1放大倍數(shù)控制端A0放大倍數(shù)控制端A1=0,A0=0放大倍數(shù)為 1A1=0,A0=1放大倍數(shù)為 10A1=1,A0=1放大倍數(shù)為 100V+電源正端(MIN+4.5，TYP=+15,MAX=+18)V-電源負(fù)端(MIN-4.5，TYP=-15,MAX=