用MAX267 設(shè)計(jì)帶通濾波器

在三維感應(yīng)測(cè)井中所設(shè)定的有用信號(hào)的帶寬為20kHz到250kHz，因此選用MAX267設(shè)計(jì)一種帶通增益放大器。MAX267內(nèi)部含有2個(gè)獨(dú)立的二階開(kāi)關(guān)電容帶通濾波器，它有12個(gè)可編程輸入端，其中F0~F4為濾波器中心頻率設(shè)置輸入端，分別接低電平或高電平，可以將中心頻率設(shè)置為時(shí)鐘頻率的1/10，另外Q0~Q6為品質(zhì)因數(shù)設(shè)置輸入端，分別接低電平或高電平，可以在0.5~64 之間設(shè)置濾波器的品質(zhì)因數(shù)。因此，不需要外加任何元件，而僅需外部時(shí)鐘就可以實(shí)現(xiàn)帶通濾波功能，使用極為方便。帶通特性曲線如圖2所示。

圖2 帶通特性曲線

其傳遞函數(shù) G(S)為：

在上式中，HOPB是ω=ω0時(shí)的輸出帶寬值，且ω0 =2πf。

fL和fH分別為：

其中

程控增益放大器設(shè)計(jì)

程控放大器是在DSP的控制下，將初級(jí)放大的信號(hào)放大到ADC的轉(zhuǎn)化區(qū)間內(nèi)，以提高儀器的動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度?？紤]到器件的低頻噪聲特性和提高共模抑制比等因素，選擇了PGA204、PGA205組合，其共模抑制最高可達(dá)120dB。本設(shè)計(jì)采用了兩級(jí)程控反向差分的方法，并且兩級(jí)程控放大采用直接耦合差動(dòng)連接的方式。原理如圖3示。

圖3 兩級(jí)程控放大級(jí)聯(lián)原理圖

其中兩個(gè)級(jí)聯(lián)的第一級(jí)程控差分放大器由兩片PGA205實(shí)現(xiàn)，兩片PGA205的輸出分別作為PGA204的正負(fù)輸入端，于是就構(gòu)成了第二級(jí)程控差分放大器。PGA204的可控放大倍數(shù)為1，10，100，1000；PGA205的可控放大倍數(shù)為1，2，4，8。所以，級(jí)聯(lián)后程控放大部分的可控放大倍數(shù)可有16種組合方式。

陷波器設(shè)計(jì)

50Hz的工頻干擾是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中不可避免的，它會(huì)嚴(yán)重影響到前方和主放的穩(wěn)定性。所以此處利用高性能器件MC33171構(gòu)成50Hz陷波器，MC33171具有寬頻帶和較高的轉(zhuǎn)換速率。圖4為基于MC33171的50Hz陷波器電路，在圖示的元件數(shù)值下，通過(guò)改變兩個(gè)電阻R的值和一個(gè)電容C的值，可獲得陷波頻率，其數(shù)值為：f=1/4πRC。取R=16K，C=0.1μF可得陷波頻率為50Hz。

圖4 陷波器電路

A/D采樣設(shè)計(jì)