开关电容滤波器（SCF）的选型及研究开发

　　3)除法器 由于PLC采用50 MHz的晶振，输入的中心频率(或截止频率)最大为4 kHz，因此采用26位除法器。由于PLC的除法指令需要占用很大资源，本设计采用移位相减实现除法运算。除法器的状态图如图5所示，除法器的算法如下：将被除法从高位开始移入移位寄存器的低位，移位寄存器每移位一次后与除数相减，结果大于零则商置1，将相减得到的结果后接还未移入移位寄存器的被除数再左移;结果小于零，则商置零，将原被减数后接还未移入移位寄存器的被除数再左移。如此移位相减直至被除数全部位数判断完成，即移位相减26次以后，除法完成。

　　4)分频器模块和时钟使能 分频器从除法器的结果作为分频系数对PLC的时钟频率分频，得到各个二阶滤波器组件的时钟信号。时钟信号产生后并不马上送入MAX260的时钟输入引脚，需检测到MAX260的编程代码下载完成后再使能时钟输出，下载过程中，时钟信号保持高阻态，且对未使用的二阶滤波器组件，其时钟信号亦保持高阻态。

　　4.2 滤波器编程参数控制

　　本系统中滤波器在典型和跟踪工作模式下的逼近函数是确定的，故其编程代码也是确定的，将编程代码存入存储器中，根据滤波器的各参数读取编程代码即可。手动模式下，编程参数由外部输入。为方便下载，将4个二阶滤波器节组件的编程代码组成一个64位的编程控制字。每种逼近函数的各阶低通、高通和带通滤波器对应一个64位的编程控制字，故共有48个编程控制字。每个编程控制字的格式中前8位对应第一片MAX260的二阶滤波器组件A，第16位至第32位对应第一片MAX260的二阶滤波器组件B，后32位对应第二片MAX260。

　　控制字的位数是固定的，与滤波器设定的阶数无关，即与所使用的二阶滤波器组件的个数无关，未使用的二阶滤波器组件的对应控制字位置零，由于未使用的二阶滤波器组件的时钟信号保持高阻态，故对其进行写操作后该组件仍不会工作，不会对总滤波器构成影响。当使用第一片MAX260时，控制字的高32位全部置为零，此时控制字将使第二片MAX260进入低功耗的待机模式。

　　5 结论

　　合理地选择滤波器的类型和阶数是滤波器设计的第一步，是由不同的应用需要，不同的信号与噪声特点，不同的精度要求来决定。基于电力现通讯信号的特点，采用6阶切比雪夫近似滤波器。通过对滤波器结构的比较，采用低Q结构，分析了开关电容电路和电容编程阵列，最终设计一个可编程开关电容6阶带通滤波器;在滤波器设计中，运放器选择增益为70 dB，带宽为10倍时钟频率，是合理的性能指标;通过对设计的开关电容滤波器进行仿真，结果基本与设计目标吻合。