基于MAX263的带通跟踪滤波设计

摘  要： 介绍了MAX263滤波芯片性能，分析了其软件设计方法及其工作原理，结合锁相环频率跟踪原理设计了针对转子不平衡量电信号的带通跟踪滤波器，实验证明该方法滤波效果十分明显，能够有效滤除干扰信号，且电路简单，具有很高的应用价值。
关键词： MAX263；锁相环跟踪；带通滤波
       滤波在数据采集、处理和信号分析过程中起着十分重要的作用。通常采集到的信号会由于各种因素存在干扰，从而影响信号的准确性，对于精度要求较高的处理和操作，信号的准确性直接关系到处理和操作结果的正确与否，所以滤除干扰十分重要。
     通用的滤波方法是用R、C、L构成无源滤波器或加运算放大器构成有源滤波器。对于频率不断变化的信号，通常通过模拟开关选择不同阻值以实现截止频率的改变，但这样分布参数较大，截止频率精度不高。MAX263可以不加外部元件就能实现低通、高通、带通、全通等滤波，功能强大。本文滤波器的设计是为了消除旋转物体（以下统称转子）不平衡量电信号中的干扰信号。选用基于MAX263开关电容跟踪滤波方法[1]进行带通滤波。
1 MAX263简介
1.1 MAX263性能简介
     MAX263是由美国MAXIM（美信）公司生产的一种CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器，这种滤波器具有精确控制滤波的作用且操作较简单，只需通过引脚输入设置中心频率、Q值和工作模式。

2 MAX263滤波器软件设计
2.1 滤波器软件程序
     MAXIM公司提供一些软件程序，用于根据频率响应的设计要求快速完成对硬件的设计。这些软件程序分别为程序PZ、程序 MPP、程序BP和程序 FR。
2.2 设计滤波器的流程
     MAX263软件设计流程分两步：
     （1）滤波器的设计
     根据所给出的要求，从设计程序PZ开始，选择最合适的滤波类型（巴特沃斯、切比雪夫等）和最佳的极点数，程序同样绘制出频率响应曲线，并计算出每个滤波单元的极点（零点）频率以及Q值大小。但当带通滤波采用多反馈技术时，滤波器设计程序“BP”代替程序PZ且不需要执行步骤2。
     （2）生成编程系数
     根据所获得的频率f0和品质因数Q，程序MPP生成fclk/f0和Q值的数字编程代码并显示f0和Q的“N”值大小(这里“N”值是二进制引脚编码的等效十进制数)。在这个步骤中，也需要对输入时钟频率和滤波器模式进行选择，当没有选择时钟频率时，“MPP”会自动选择一个[2]。