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可编程通用过滤器实现c -消息加权功能

来源:analog 发布时间:2023-10-19

摘要: C-message滤波器模拟人耳的频率响应,是语音、音频常用的测试和测量滤波器。

C-message滤波器模拟人耳的频率响应,在美国是一种常用的用于语音、音频和电信应用的测试和测量滤波器。在欧洲,其近亲是声速噪声加权滤波器。您可以通过将三个二阶带通部分与一个二阶低通部分组合在一起来构造这两种类型。

C-message滤波器模拟人耳的频率响应,在美国是一种常用的用于语音、音频和电信应用的测试和测量滤波器。在欧洲,其近亲是声速噪声加权滤波器。您可以通过将三个二阶带通部分与一个二阶低通部分组合在一起来构造这两种类型。例如,c消息过滤器如图1所示


图1所示 级联的二阶通用过滤器部分实现了c消息过滤器。

双通用二阶IC滤波器为实现图1的电路提供了一种紧凑而高效的方法。如果IC滤波器是可编程的,如图所示的开关电容类型,您可以根据需要快速实现C-message, psophometric或其他测试滤波器,只需使用不同系数集的芯片。这些系数设置每个二阶段的滤波器模式Q和截止或中心频率f(0)。C-message过滤器只有极点,由IEEE标准743-1984指定:

表1
单位为rad/sec以Hz为单位的值(f(0))
英国石油公司# 1-1502年j1267312.7410.6540
英国石油(BP) # 2-2439年j5336933.7611.2027
英国石油公司# 3-4690年j152672541.8861.7026
LP # 1-4017年j215753492.7782.7316

图2显示了在图1的体系结构中配置两个滤波器ic的外部连接,以及与每个滤波器部分相关联的数字系数的十进制等效物表。这些二阶截面根据列出的f(0)值建立极点位置。每个部分包含两个连续时间切比雪夫滤波器,其中心频率可以在128步数中进行数字编程,范围为1至25kHz。通带纹波为0.1dB。为了获得最大的信噪比,每段输出处的信号幅值应尽可能高。


图2 如图所示的电路连接和系数设置,使两个可编程的开关电容滤波器ic能够实现图1中的C-message滤波器。通过使用不同系数集的集成电路,您可以获得欧洲测声噪声加权滤波器和其他测试/测量滤波器。

如果在IC(1)上给输入IN(A)加4V,输出BP(A)震荡2.7V,输出BP(B)震荡1.85V, IC(2)输出BP(A)震荡1.6V, IC(2)低通输出LP(A)震荡3.2V。IC(2)工作在模式4而不是模式1,它为LP和BP输出提供2而不是1的增益(见数据表)

您必须将滤波器的输入信号带宽限制为f(CLK)/4或更小,其中(在这种情况下)f(CLK) = 38.4kHz。IC(1)中的未承诺运放可为此提供二阶或三阶低通滤波器。IC(2)中的未承诺运放可以提供类似的低通滤波器来平滑输出信号。

作为一种替代方案,您可以使用一个滤波器IC和一个外部运放来实现C-message功能(图3)。然而,这种方法缺乏灵活性。你不能再通过电重新编程电路来切换到其他滤波功能。


图3 该电路基于一个滤波器IC和一个外部运放,产生与图1相同的c消息响应,但缺乏编程灵活性。

该电路在IC(1)的未承诺运放周围的外部电阻和电容方面实现了第一个带通(BP#1)。BP#1也是IC(1)采样作用的抗混叠滤波器,它是一个无限增益、多反馈带通滤波器,f(0) = 312.74Hz, Q = 0.654,增益= 0.654。这种配置的设计程序可在文献中找到。

IC(2)实现了BP#2和BP#3,其增益和信号电平与图1中相同。带有电阻和电容的外部运放实现了LP#1,它也用作输出平滑滤波器。与BP#1一样,您可以将LP#1设计为无限增益,多重反馈电路,f(0) = 3492.778Hz, Q = 2.7316,增益= 2。

125kHz时钟频率是任意的;其他值要求您为不同的f(CLK)/f(0)比率编程IC(1)。


Figure 4 图1和图2中的电路产生相同的频率响应

在两个滤波电路(图1和图2)中,f(0A)、f(0B)、Q(A)、Q(B)的系数都是通过Maxim提供的软件计算出来的(见数据手册)。图4显示了两种实现的滤波器传递函数。



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