程控开关电容低通滤波器的通用模块开发
2022年电子技术应用第9期
杨春玲，张 扬，杨旭强，齐 超
哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001
摘要：滤波器在电子学噪声测量和谐波失真测量的过程中，用于获取特定频带的信号或者抑制噪声。开发了一种带宽可调的程控开关电容低通滤波器模块，采用STM32单片机输出频率可调的时钟信号控制滤波器截止频率，改善了现有滤波器因参数固定而不能调节动态频率范围的情况。实验结果表明该程控滤波器通带在10 Hz~40 kHz可调，对频带外信号有明显的抑制能力，满足设计需求。
中图分类号：TN713
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212420
中文引用格式：杨春玲，张扬，杨旭强，等. 程控开关电容低通滤波器的通用模块开发[J].电子技术应用，2022，48(9)：136-139.
英文引用格式：Yang Chunling, Zhang Yang，Yang Xuqiang，et al. Development of general module for program-controlled switching capacitor low pass filter[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：136-139.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212420
中文引用格式：杨春玲，张扬，杨旭强，等. 程控开关电容低通滤波器的通用模块开发[J].电子技术应用，2022，48(9)：136-139.
英文引用格式：Yang Chunling, Zhang Yang，Yang Xuqiang，et al. Development of general module for program-controlled switching capacitor low pass filter[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：136-139.
Development of general module for program-controlled switching capacitor low pass filter
Yang Chunling，Zhang Yang，Yang Xuqiang，Qi Chao
School of Electrical Engineering and Automation，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China
Abstract：In the process of electronic noise measurement and harmonic distortion measurement, the filter is used to acquire the signal of specific frequency band or suppress the noise. In this paper, a programmable switching capacitor low-pass filter module with adjustable bandwidth is developed, and the clock signal with adjustable frequency output by STM32 MCU is used to control the cut-off frequency of the filter, which improves the situation that the existing filter cannot adjust the dynamic frequency range due to the fixed parameters. The experimental results show that the passband of the programmable filter can be adjusted at 10 Hz～40 kHz, and it has an obvious ability to suppress the out-of-band signals, which meets the design requirements.
Key words :switched capacitor filter; program-controlled filter; STM32
0 引言
在大数据时代，获取可信度高的信号尤为重要。滤波器作为信号分析与处理过程中的常用器件，主要用于抑制干扰信号，适用于信号采集至输出过程中的每个阶段, 在不同的使用场景，对信号的滤波特性及其频带范围的需求各有特点[1-2]。
目前国内滤波器的产品类型很多，传统的滤波器结构简单，易于修理和维护[3-5]，但由于其参数固定，不适用于有较大动态频率范围调节的场景[6-7]。即使可以设计滤波器组，通过模拟开关选择不同的电阻电容调节截止频率[8]，但是这类设计电路较为复杂，可靠性与灵活性欠佳。
针对现有的不足，本文结合微处理器的软硬件技术，开发一种可程控开关电容低通滤波器模块，并就其设计、制作过程和应用方式进行讨论和研究。
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作者信息：
杨春玲，张 扬，杨旭强，齐 超
(哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001)
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