引 言

      软件无线电技术目前已被广泛采用，具有软件无线电结构及其功能的系统是一个高度数字化，高度可编程，用软件实现并可扩充其功能的一种通信系统，它的中心思想就是构建一个通用化的硬件平台，根据不同要求，只需升级或改变控制程序就可完成多种功能。而滤波器作为抑制或消除无用信号成分通过有用信号成分的电子装置，已大量应用于各类电路系统中，传统的分立元件组成的无源滤波器或是用运放构成的有源滤波器总是存在诸如带内不够平坦、频带范围窄且固定不变、结构复杂等缺点。随着软件无线电技术在电路系统设计中的广泛应用，寻找一种高精度可编程控制的通用滤波器已变的越来越重要。MAX364就能较好地满足这一需要。

      MAX264的结构及性能

      MAX264的结构

      MAX264的结构主要由两个独立的滤波单元、分频单元、fo逻辑单元、Q逻辑单元及模式设置单元等电路组成。主要特性描述如下：

      ●滤波器设计软件化

      ●中心频率32阶可控

      ●Q值128阶可控

      ●Q值与fo独立可编程

      ●Fo可达140kHz

      ●支持+5V和 5V两种供电方式

      MAX264的引脚说明

      MAX264芯片诸引脚功能如下（括号内数字为引脚号）：

      V+(10)：供电正极，并接旁路电容尽量靠近该脚；

      V-(18): 供电负极，并接旁路电容尽量靠近该脚；

      GND(19):模拟地；

      CLKA(13):A单元时钟输入，该时钟在芯片内部被二分频；

      CLKB(14):B单元时钟输入，该时钟在芯片内部被二分频；

      OSC OUT(20):连至晶体，组成晶振电路（若接时钟信号时，该脚不连）；

      INA,INB(5,1):滤波器输入；

      BPA,BPB(3,27):带通输出；

      LPA,LPB(2,28):低通输出；

      HPA,HPB(4,26):高通/带陷/全通输出;

      M0,M1(8,7):模式选择,+5V高，-5V低；

      F0-F4(24,17,23,12,11):时钟与中心频率比值（FCLK/f0）编程端；

      Q0-Q6(15,16,21,22,25,6,9):Q编程端。

      MAX264原理及设计

      对M0、M1两个管脚编程可使芯片工作于模式1、2、3、4几种方式，对应的功能如表1所示，时钟与中心频率比值与编码对应。

      模式1：当我们要实现全极点低通或带通滤波器（如：切比雪夫、巴特沃斯滤波器）时这种模式是很有用的，有时该模式也用来实现带陷滤波器，但由于相关零极点位置固定，使得用作带陷时受到限制。

      模式2：模式2用于实现全极点低通和带通滤波器，与模式1相比该模式的优点就是提高了Q值而降低了输出噪声，该模式下fclk/fo是模式1的{1}\over{\sqrt{2}}，这样就延宽了截止频率。

      模式3：只有该模式下可实现高通滤波器，该模式下最高时钟频率低于模式1.

      模式4: 只有该模式下才可以实现全通滤波器。

      在设计中，首先根据所需的频率响应特性，确定出品质因数（Q）及截止频率，由Q值进而确定出N值：

      Q=64/(128-N) 模式1，3，4时;

      Q=90.51/(128-N) 模式2时；

      也可以由Q值查表3得出N.得到N后，进而可以求出fclk/fo值：

      fclk/fo= （N+13） 模式1，3，4时；

      fclk/fo= （N+13）/\sqrt{2}模式2时；

      因为时钟频率fclk是已知的，所以即可求出fo。由低通、带通、高通时通带示意图，几种情形下的参数对应式如下：

      低通时：

      f_{c}=f_{0} \sqrt{(1-{1}\over{2Q^{2}})+\sqrt{(1-{1}\over{2Q^{2}})^{2}+1}

      Q0-Q6(15,16,21,22,25,6,9):Q编程端;

      f_{p}=f_{o} \sqrt{1-{1}\over{2}Q}

      H_{op}=H_{olp} {1}\over{{1}\over{Q}\sqrt{(1-{1}\over{4Q^{2}})}

      带通时

      Q={f_{0}}\over{(f_{H}-f_{L})}，f_{0}=\sqrt{f_{L}f_{H}}

      f_{L}=f_{0}[{-1}\over{2Q}+\sqrt{{1}\over{4Q^{2}}+1}]}

      f_{H}=f_{0}[{1}\over{2Q}+\sqrt{({1}\over{2Q})^{2}}+1]]}

      高通时

      f_{c}=f_{0} [\sqrt{(1-{1}\over{2Q^{2}})+\sqrt{(1-{1}\over{2Q^{2}})+1}}]^{-1}

      f_{P}=f_{0} [\sqrt{1-{1}\over{2Q^{2}}}^{-1}

      H_{op}=H_{OHP} {1}\over{{1}\over{Q}\sqrt{1-{1}\over{4Q^{2}}}}

      实现通用滤波器

      随着软件无线电思想在电路系统设计中广泛应用，原来的那种固定频带和固定模式的滤波器已不能满足需要，以下就是我们在实际工程中实现的一种由DSP控制下，以MAX264为核心的通用有源滤波器如我们采用了 5V供电，为了获得更好的带内特性，将LPA，BPA，HPA经过受DSP控制的模拟开关MAX333接至INB管脚，以实现级联滤波，当然也可以由软件控制MAX333为关断方式而使其为单级方式，由于DSP输出为3V标准，而MAX333，MAX312，MAX4624为5V标准，在实际工程应用中，为保证器件安全，MAX333到DSP间接有电平转换芯片（因与滤波器关系不大，故未画出），另外DSP与MAX333，MAX312及MAX4624间的锁存器件也未画出。M0和M1的高电平为+5V而其低电平为-5V，所以模式的选择是由DSP控制模拟开关MAX312来实现的。