低通可编程的低通滤波器

实验五　使用ispPAC 80低通可编程的低通滤波器

一、实验目的

1．熟悉各种类型的滤波器。

2．会用调节所需滤波器的参数。

二、实验仪器

示波器

三、实验原理

ispPAC 80是个五阶、连续时间、低通集成模拟滤波器。无须外部元件或时钟。用户能以7个以上的拓扑结构实现数千个模拟滤波器，频率范围从50kHz到100kHz。当此IC焊接到一个印刷电路板上后，使用PAC－Designer软件，用户能选择滤波器类型，观看仿真的性能表现和配置整个设计成在系统。可为适合的应用把器件配置保存在非易失E2存储器里或可访问的在系统内。

ispPAC 80可编程、低通滤波器IC执行许多运算放大器线路，电阻器和电容器来完成有着可编程系数的五阶滤波器。任何地方都可设定滤波器的连续时间截止频率，其值大约50kHz到大约300kHz到500kHz之间，精度0．6%或更高。当执行模数转换和改造数模转换器，以及其他复杂的滤波网络时，ispPAC 80实现的滤波器非常适合于防混叠滤波器。1×10₉ ohm的高阻抗差分输入使得有可能改进共模抑制，差分输出使得可以在滤波器之后使用高质量的电路。差分偏移和共模偏移都被修整成少于1mV。为了得到最佳THD，规定差分电阻负荷最小为300ohms，差分电容负载100pF。这些数值适用于在此频率范围内的多数应用场合。此外，ispPAC 80有个双存储器配置，所以它能为两个完全不同的滤波器保存配置。这通常减少了多滤波器系统的元件数量，考虑到了测试模式或其他系统改进。ispPAC 80包含一个增益1、2、5或10可选的差分输入仪表放大器（IA），和一个多放大器差分滤波器PACblock，此PACblock包括一个差分输出求和放大器（OA）。通过片内非易失E2CMOS芯片可配置增益设置和电容器值。器件配置由PAC－Designer软件设定，经由JTAG下载电缆下载到ispPAC 80。

PAC－Designer支持对ispPAC 80和任意一个五阶低通滤波器执行仿真和编程，集成滤波器数据库提供数千个Gaussian，Bessel，Butterworth和Legendre类型的滤波器，还有两个线性相位均波延迟误差滤波器（Linear Phase Equiripple Delay Error filter），3个Chebyshev和12个Elliptic有不同脉动系数的滤波器。其他滤波器类型，通过对单个元件编程，可用一个isp－PAC 80器件来实现。

四、实验内容

1．寻找相关资料了解各种滤波器的特性。

2．从PC机到实验箱的并行接口处连接好25针的并行线，接入＋5V电源到V_CC插孔（在25针并行接口处下方），此时电源指示灯亮，这样就可以下载自己设计的原理图。下载一个低通滤波器，打开File＝＞New，选择ispPAC 80Schematic选项，双击它打开设计环境，双击CfgA unknown处打开低通滤波器库，我们选择ID号为1058的Buttworth滤波器，截止频率54．03kHz，双击此栏，在“Copy Filter Configuration”对话框中选择Configuration A，然后点“OK”，回到设计环境，成功下载原理图。

3．用方波作为输入信号，接口电路如下图所示，把IN作为示波器观察输入测试点，输入信号的峰峰值为4V。

图5－122

4．调节信号源从最小频率调至接近了截止频率（54．03kHz）的过程中，用示波器观察低通滤波器OUT＋输出。记录波形变化情况。

5．调节信号源从最大频率调至接近了截止频率（54．03kHz）的过程中，用示波器观察低通滤波器OUT＋输出。记录波形变化情况。