MAX262程控滤波器

一、简介。

MAX262内部有两个独立的程控滤波器，均可设置低通、高通、带通、带阻、全通，中心频率和Q值可调。

中心频率有64个档位可调，Q值有128个档位可调。

中心频率f0由采样频率FCLK和FN决定，最大不超过140KHz。

Q值由QN决定。

二、工作方式、FN、QN的配置。

设置MAX262的寄存器，由下图所示。

特别要注意最底下的Note，Q0A~Q6A均为0时，MAX262进入低功耗模式，A、B两个滤波器均无输出。

方式 M1 M0 滤波器功能
1 0 0       低通、带通、带阻（陷波）
2 0 1       低通、带通、带阻（陷波）
3 1 0       低通、带通、高通
4 1 1       低通、带通、全通

下图为MAX262的时序图。

我这里WR低电平脉宽为10ms，WR上升沿时，MAX262会读入A0~A3、D0~D1的值。需要在WR的上升沿之前把数据准备好。

三、采样时钟。

MAX262的采样时钟有三种配置方式，晶振、RC振荡、外部时钟。

由于中心频率f0由采样频率FCLK和FN决定，这里使用外部时钟，以便f0灵活改变。

MAX262需要输入0~5V的采样时钟，如果使用STM32输出3.3V时钟给到MAX262的话，MAX262可能出会现下图现象，一个变化非常缓慢的阶梯波或者直接不输出波形。建议使用STM32开漏输出，接3.3K电阻上拉到5V（10K上拉会有些失真），再输出时钟到MAX262。

示波器要用10X档测量采样时钟，用1X档会导致采样时钟波形严重失真。

MAX262是个双通道的二阶开关电容滤波器，当采样时钟过低时，输出信号会有阶梯波。

四、滤波器参数的计数。

MAX262 方式1、3、4：
FCLK/f0 = (26+N)*pi/2=1.5708*(26+FN) FN:0~63
f0 = FCLK/(1.5708*(26+FN))
Q = 64/(128-QN) QN:0~127

MAX262 方式2：
FCLK/f0 = 1.11072*(26+FN) FN:0~63
Q = 90.51/(128-QN) QN:0~127

可以用MATLAB计数滤波器参数，来确定单片机的算的对不对。

固定f0为1K~20K，FCLK为140K，来推算出FN，再改变FCLK，再推算出其它的FN。注意FN的取值范围。

下图为带通、低通、高通的参数计算。

利用上图中的公式，可以计算高通、低通的截止频率fc。

五、供电方式。

MAX262单电源5V供电时，V+为5V，GND为2.5V，V-为0V，我这里使用单电源供电，那么输入到MAX262的信号必须是0V~5V之间的信号。

MAX262双电源正负5V供电时，V+为5V，GND为0V，V-为-5V，可以使用双9V变压器加上7805、7905得到正负5V电源。

六、模拟开关。

这里使用CH444G双通道单刀四掷模拟开关，切换四个电阻（分别是10K、20K、33K、51K），来调整放大器的增益。

从而使得输入信号增益为1、2、3.3、5.1倍可调。

输出信号，也是使用CH444G，切换LP、HP、BP。这样，滤波器类型也是程控的。

由于这里的MAX262是单电源5V供电，所以CH444G也是5V供电的。

如果MAX262使用双电源，则不能使用CH444G来调整增益和滤波器类型。

下图为CH444G的真值表。

CH444G的信号带宽为500MHz，完全满足要求，其导通内阻低于30欧，可以忽略不计。

七、前端放大。

这里使用OPA2322做前端放大，单电源5V供电。

OPA2322是个轨到轨的运放，带宽增益积为20MHz，低噪声、低失调电压（最大2mV）。

单电源运放，就得加直流偏置。

如果MAX262为双电源供电时，则不能使用OPA2322做前端放大，因为OPA2322供电的不能超过6V(V+和V-之间的电压)。

由于MAX262中心频率最大为140KHz，最大可调的增益设为5.1倍，140*5.1=714KHz远小于20MHz的带宽增益积，满足要求。

八、其它问题。

1、MAX262刚上电，不配置时，也是会有滤波作用的。

2、建议使用双通道的信号发生器来调试，一路做MAX262的采样时钟，一路做输入信号，扫频一下，可以观察到是否有输出。

3、千万不要把A通道的QN设为全0，MAX262会进入低功耗模式，没有任何输出。

4、建议Q值设置为1（不是QN），如果Q值太高，如：20以上，信号会在f0附近有几倍的增益（不是前端放大器的增益）。

请参考手册的图13、14的fp、HOP等。

5、可以固定中心频率f0，再使用查表法来确定FN和FCLK。

6、手册建议输出接10K负载。

7、手册推荐运放的直流偏置是1.25V。

8、中心频率是带通滤波器才有的专业术语，低通、高通都是截止频率。

9、工作方式3A要另外增加运放和一些电阻、电容，本文并没有使用此工作方式。

九、实物图。

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