滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，可用于对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除。 而对于程控滤波器，该系统的最大特点在于其滤波模式可以程控选择，且-3 dB截止频率程控可调，相当于一个集多功能于一体的滤波器，将有更好的应用前景。此外，系统具有幅频特性测试的功能，并通过示波器显示频谱特性，可直观地反应滤波效果。
本文探讨了基于单片机和FPGA的程控滤波器设计与实现，该系统具有灵活的滤波模式选择和可编程的-3 dB截止频率调整能力，适用于多种应用场景。滤波器是电子系统中去除干扰和噪声的关键元件，而程控滤波器通过软件控制能实现更多功能，例如幅频特性测试，便于直观评估滤波效果。
在设计过程中，首先针对可变增益放大模块，文章提出了两种方案：数字电位器控制的INA129级联和可变增益放大器AD603。考虑到精度和稳定性，最终选择了AD603，因为它能够提供精确的增益控制，并且后续电路设计相对简单。
在滤波器模块的设计上，文章同样提出了三种方案：数字滤波器（FIR或IIR）、无源LC滤波器和集成的开关电容滤波器。数字滤波器虽然精度高，但可能占用过多FPGA资源；无源LC滤波器设计简单，但调整截止频率需改变硬件；开关电容滤波器则结合了模拟和数字的优势，既可实现动态调整，又简化了电路设计。因此，最终选取了MAX297实现低通滤波，LTC1068实现高通滤波，并采用了无源LC滤波器技术实现四阶椭圆低通滤波器。
系统整体设计中，单片机和FPGA作为核心控制器，包括可控增益放大、程控滤波和幅频特性测试三个模块。输入信号经过预处理后，进入可调增益放大器，然后进入滤波模块，根据需求选择低通、高通或椭圆滤波。经过滤波的信号进一步处理，通过A/D转换送入FPGA进行幅频特性测试，并通过D/A转换显示频谱特性。
主要功能电路设计方面，放大模块采用了OPA690前置放大和AD603可变增益放大，确保信号增益的精确控制。高通滤波模块则利用LTC1068的灵活性，通过外部电阻配置实现高通滤波功能。
这种基于单片机和FPGA的程控滤波器设计结合了模拟和数字技术的优点，实现了动态可调的滤波性能，具有良好的应用潜力，尤其在工业控制和信号处理领域。通过精心选择的组件和优化的电路设计，系统能够在不同频率范围内提供有效的滤波效果，同时具备直观的性能评估手段。
