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电 子 科 技 大 学 2008 级本科毕业设计（论文）开题报告表学号：2802106036 姓名：杨少平 学院：电子工程学院专业：电子信息工程学位论文题目程控滤波器的设计与实现 学位论文题目来源： 1.科研 2.生产 3.教学（含实验） 4.其它 学位论文成果形式： 1.硬件 2.硬件+软件 3.软件 4.纯论文 学位论文研究内容 一 综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势 1 研究现状：滤波器技术是信号分析、处理技术的重要分支、无论是信号的获取、传输还是信号的处理和交换都离不开滤波器技术、他对信号安全可靠和有效灵活地传递是至关重要的。在所有的电子系统中，使用最多、技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣。所以，滤波技术是极为敏感与热门的课题，对滤波器的研制也历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年美国发明了第一个多路复用系统。50年代无源滤波技术日趋成熟，仔0 年代起由于微电子技术、信息技术。计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、高稳定性和廉价方向努力，这些橙味70年代以后的主攻方向。RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的发展很快，它们被单片集成化。80年代，主要致力于各类新型滤波器性能的研究，并逐渐扩大应用范围。90年代至今主要致力于把各类滤波器应用于各类产品中。我国50年代后广泛使用滤波器，主要用于话路滤波器和报路滤波器。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产、应用等方面已纳入国际发展轨道，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业更不上来 ，使得我国许多新型滤波器的研制与国际上有一段距离。2 发展趋势：电子工业的发展，对滤波器的性能与功能要求越来越高，要求它们向集成化、智能化与微型化方向发展。随着微电子技术、计算机技术以及生产工艺水平的提高，滤波技术与器件的发展将会出现突飞猛进之势。二 选题依据及意义 依据及研究意义：在射频通信系统中，无论是发射机还是接收机，都需要选择特定频率的信号进行处理，滤除其他频率的干扰信号，这就需要使用滤波电路来分离有用信号和干扰信号。因此，高性能的滤波器对设计一个好的射频通信系统具有重要意义。微带电路由于体积小、重量轻、频带宽、易于与射频电路匹配等优点，近年来在滤波电路中得到了广泛的应用。三 课题研究内容 主要完成任务：1.完成程控滤波器的方案选择几总体设计2.完成放大器、高通滤波器、低通滤波器硬件电路设计及制作3.完成控制软件的编写4.进行系统调试及测试预期成果或目标：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 步进可调，通频带为100Hz40KHz,放大器电压无明显失真。 2.滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1KHz2范围内可调，调节的频率步进为KHz 。 3.滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1KHz20KHz范围内可调，调节的频率步进为1KHz。 4.电压增益与截止频率的误差均不大于5%。 5.有设置参数显示功能。四 拟解决的关键问题和最终目标，以及拟采取的主要理论、技术路线和实施方案等 1滤波器的方案设计和选择 方案一：用电阻、电容以及运放构成，并通过模拟开关选取不同的阻值以实现截止频率的改变。 方案二：应用滤波器集成电路辅以简单的外围器件实现，采用MAXIM公司开发生产的一种可编程通用有源滤波器MAX260/261/262。 方案一中电路使用的元件通常较多，分布参数较大，截门频率精度不高，并且当要求较多时，所需模拟开关必然很多，电路复杂。特别是在应用频率较高时，元件的杂散电容和运放的频率特性对滤波器的特性影响很大，设计起来比较困难。方案二中MAX261由微处理器精确控制其滤波其函数，构成巴特沃兹、切比雪夫、贝塞尔、椭圆函数等类型的低通、高通、带通、带阻和全通滤波器，且均不需要外部元件，具有电路实现简单、参数调整方便、不受外部参数影响的独特优点。它在程序的控制下，可以实现滤波器参数和滤波参数的动态变化，应用极为方便。通过比较，选择方案二。2 程控放大器方案设计及选择方案一：采用两级放达器级联，使得电压增益可达到1000倍。采用多个阻值固定的电阻，用继电器切换不同的电阻以实现电压增益可调。方案二：采用高精度集成程控放大器芯片AD603，全带宽（09MHz），该芯片增益由加在增益控制接口的电压决定，通过DA可以程控放大。方案三：采用两级放大器级联，使得电压增益可达到10000倍。而通过程序改变数字电位器的阻值，从而调节电压增益。方案一实现多个放大倍数，需多个电阻和继电器，电路设计比较麻烦，而且增益散度大；方案二采用高精度可编程放大器，电路无需外围器件，放大倍数精度高带宽增益符合系统要求；方案三采用普通的放大器芯片，用级联的方式便可实现全宽带（040KHz），但增益放大倍数不易控制。因此，选择方案二。3 控制系统的方案设计及选择方案一：采用89C52/51单片机系统。通过上述系统方案概述可知该系统比较复杂，需要的口较多，且需要等功能，单片机集成度低，口少，片上资源匮乏，不利于实现方案二：采用。FPGA集成度高，运行速度快，资源丰富，易于进行功能扩展。系统的多个控制电