可编程通用滤波器实现C-message加权功能

模拟人耳频率响应的C-message滤波器是美国语音，音频和电信应用的常用测试和测量滤波器。在欧洲，近亲是声音噪声加权滤波器。您可以通过将三个二阶带通部分与一个二阶低通部分级联来构建任一类型。

模拟人耳频率响应的C-message滤波器是美国语音，音频和电信应用的常用测试和测量滤波器。在欧洲，近亲是声音噪声加权滤波器。您可以通过将三个二阶带通部分与一个二阶低通部分级联来构建任一类型。例如，C 消息过滤器如图 2 所示

图1.级联二阶通用滤波器部分实现 C 消息滤波器。

双通道通用二阶IC滤波器为实现图2所示电路提供了一种紧凑而高效的方法。如果IC滤波器如图所示是可编程的开关电容类型，则只需在芯片上加载不同的系数集，即可根据需要快速实现C-message、复光或其他测试滤波器。这些系数设置每个二阶部分的滤波器模式、Q 和截止或中心频率 f0.C 消息过滤器仅具有 IEEE 标准 743-1984 指定的极点：

 

极	以拉德/秒为单位的值	以赫兹为单位的值 （f0)	q
BP#1	-1502 J1267	312.741	0.6540
BP#2	-2439 J5336	933.761	1.2027
BP#3	-4690 J15267	2541.886	1.7026
LP#1	-4017 J21575	3492.778	2.7316

 

图2显示了在图1架构中配置两个滤波器IC的外部连接，以及每个滤波器部分关联的数字系数的十进制等效表。这些二阶截面根据 f 建立极点位置0列出的值。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至1kHz范围内以25步进行数字编程。通带纹波为0.1dB。为了获得最大的信噪比，每个部分输出的信号幅度应尽可能高。

图2.所示电路连接和系数集使两个可编程的开关电容滤波器IC能够实现图1所示的C-message滤波器。通过加载具有不同系数集的IC，可以获得欧洲声光噪声加权滤波器和其他测试/测量滤波器。

信号摆幅如下：如果对输入输入施加4V电压一个在 IC 上1、输出血压一个摆幅 2.7V，输出血压B摆幅 1.85V，输出血压一个集成电路数量2摆幅为 1.6V，低通输出 （LP一个集成电路数量2） 摆动 3.2V。集成电路2工作在模式4而不是模式1，LP和BP输出的增益为2而不是1（参见数据手册）

必须将滤波器的输入信号带宽限制为 f时钟/4或更少，其中（在这种情况下）f时钟= 38.4kHz。IC中的非专用运算放大器1为此可以提供二阶或三阶低通滤波器。IC中的非专用运算放大器2可以提供类似的低通滤波器，用于平滑输出信号。

作为替代方案，您可以使用一个滤波器 IC 和一个外部运算放大器来实现 C 消息功能（图 3）。然而，这种方法缺乏灵活性。您不能再通过对电路进行电气重新编程来切换到其他滤波器功能。

图3.该电路基于一个滤波器IC和一个外部运算放大器，产生与图1相同的C-message响应，但缺乏编程灵活性。

该电路在IC的未承诺运算放大器周围实现了外部电阻和电容的第一个带通（BP#1）1.BP#1，也可用作IC采样作用的抗混叠滤波器1，是一款无限增益、多反馈带通滤波器，具有 f0= 312.74Hz，Q = 0.654，增益 = 0.654。文献中提供了此配置的设计过程。

集成电路2实现BP#2和BP#3，增益和信号电平与图1相同。带有电阻和电容的外部运算放大器实现LP#1，LP#1也用作输出平滑滤波器。与BP#1一样，您可以将LP#<>设计为具有f0= 3492.778Hz，Q = 2.7316，增益 = 2。

125kHz时钟频率是任意的;其他值要求您对 IC 进行编程1对于不同的 f时钟/f0率。

.图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，系数为f0安- G0B， Q一个， QB通过Maxim提供的软件计算得出（参见数据资料）。图4显示了任一实现的滤波器传递函数。

审核编辑：郭婷