Цифровой потенциометр программирует основные параметры полосового фильтра

Схема фильтра с регулируемыми параметрами на трех операционных усилителях может использоваться для построения низкочастотных, высокочастотных и полосовых фильтров второго порядка. Преимущество схемы, однако, проявляется в частотной характеристике полосового фильтра (V_OUT/V_IN), в которой легко добиться высокого усиления G и высокой добротности Q (Рисунок 1). Эти два параметра особенно важны для приложений, где ключевым параметром является избирательность фильтра. Ценность схемы возрастает еще больше, если для управления и регулировки центральной частоты фильтра (f₀) и его коэффициента усиления в полосе пропускания (G) использовать программируемые цифровые потенциометры. Возможность независимого управления параметрами полосового фильтра является редкостью для традиционных схем построения фильтров.

Рисунок 1.	Используя программируемые цифровые потенциометры, можно управлять центральной частотой и усилением полосового фильтра.

В этом фильтре микросхема IC₁ выполняет функцию суммирующего усилителя, а IC₂ и IC₃ – функции интеграторов. Три цифровых потенциометра DPP₁, DPP₂ и DPP₃ программируют центральную частоту и коэффициент усиления в полосе пропускания фильтра. Выпускаемые ON-Semiconductor 100-позиционные цифровые потенциометры DPP₁ и DPP₂ объединены для программирования центральной частоты f₀, а DPP₃ программирует коэффициент усиления G. Центральная частота равна

а коэффициент усиления равен

где p отражает относительное положение движка между одним концом (0) потенциометра и другим концом (1). R представляет сопротивление между концами цифрового потенциометра. Коэффициент усиления и Q связаны соотношением

Интерфейс инкремента/декремента цифровых потенциометров CAT5113 позволяет в реальном времени замкнуть петлю регулирования приложения, непрерывно изменяя центральную частоту фильтра для отслеживания входного сигнала или для адаптации к системным требованиям. С показанными на схеме номиналами компонентов центральная частота изменяется от 200 Гц до более чем 6 кГц при значениях коэффициента усиления, достигающих 25.

Материалы по теме

1. Datasheet ON Semiconductor CAT5113
2. Datasheet Texas Instruments LMC6484