《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 通用阻抗變換器在有源濾波器中的應用
通用阻抗變換器在有源濾波器中的應用
摘要: 在音頻系統中,為了避免因采用半導體或其它有源器件帶來的非線性和頻率特性畸變,保證實現平坦而寬闊的高頻響應,通常選用分立元件構成的濾波器來滿足DSD(直接數據流)對頻率帶寬的苛刻要求。而在分立元件有源濾波器的設計與實現過程中,通常要尋找大量數值不同、但精度要求十分嚴格的元件又非常困難。
Abstract:
Key words :

  0 引言

  在音頻系統中,為了避免因采用半導體或其它有源器件帶來的非線性和頻率特性畸變,保證實現平坦而寬闊的高頻響應,通常選用分立元件構成的濾波器來滿足DSD(直接數據流)對頻率帶寬的苛刻要求。而在分立元件有源濾波器的設計與實現過程中,通常要尋找大量數值不同、但精度要求十分嚴格的元件又非常困難。而采用通用阻抗變換器(GIC)由于電路中只有固定電阻和電容,利用若干個可變數值電阻即可完成電路設計,所以實現起來異常方便。下面就將其具體設計及應用方法加以詳細分析。該方法中的l/S變換實現法可用于設計低通濾波器,而S變換實現法則可用于設計高通濾波器。

  1 通用阻抗變換器

  通用阻抗變換器(GIC)的典型電路如圖1所示,其驅動點阻抗ZIN可以表示為:

公式

  如果把Z4變換為阻抗為1/SC(其中S=jω)的虛擬元件,其它元件為電阻,則驅動點的阻抗為:

公式

  這樣,該阻抗即與頻率成正比,它相當于一個電感,可計算其電感值為:

公式

  如果引入兩個電容取代Z1和Z3,而Z2、Z4、Z5仍為電阻,則驅動點的阻抗表達式可變為:

公式

  可見,該阻抗正比于1/S2,可稱為D元件。它的驅動點阻抗為:

公式

  如果令C=1F、R2=R5=1 Ω、R4=R,則D可化簡為:D=R。為了更好地說明D元件的特性,如將S=jω帶入式(5),則有:

公式

通用阻抗變換器

  2 高通變換的實現

  事實上,通用阻抗變換器(GIC)也可作為模擬電感使用,其電感值為L=CR1R3R5/R2。若取R1=R2=R3=1 Ω,C=1F,則可得到歸一化電感L=R5。這種模擬電感特別適合作為高通臂接地電感。

  下面給出通用阻抗變換器(GIC)的另一種應用,即S變換實現法。

  所謂S變換,就是用S乘以R、C、L。其結果就是把電阻變換為電感,電容變換為電阻,并將電感變換為頻變電阻。但這里的頻變電阻是與S2成正比的。圖2給出了S變換的元件變換關系圖。

S變換的元件變換關系圖

  下面給出用GIC實現S2L變換具體應用方法。本設計要求在高通1590 Hz處的最大衰減為0.1773dB,而在465 Hz處的最小衰減為40 dB。其具體的實現方法如下:

  (1) 計算陡度系數:ΩS=fC/fS=1590/465=3.4194;

  (2) 因濾波特性非常陡峭,所以選擇橢圓函數型,參數如下:

參數

  此時對應的歸一化低通電路如圖3所示,它表明的是低通原型;

  (3) 為了將網絡轉換為歸一化高通模式,可用電容代替電感,其元件值為其倒數。歸一化高通模式的電感也取電容值的倒數,其電路如圖4所示。

電路

  (4) 對圖4取S變換,將電容取倒數變為電阻,將電阻代替為電感,并將電感用頻變負阻代替,即可獲得如圖5所示的S變換歸一化電路;

  (5) 繼續反歸一化即可得到實際元件值,并最終得到如圖6所示的實際電路。

電路

 

  3 結束語

  一般情況下,1/S變換實現法可用于低通濾波器的設計。S變換實現法可用于高通濾波器的設計。目前,通用阻抗變換器GIC(generalimpedance converter)的S變換實現法已可廣泛應用于音頻系統和超音頻系統的濾波器。事實上,本設計方法已經多次在設計中使用,效果良好。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
主站蜘蛛池模板: 三级国产精品一区二区 | 成人精品视频网站 | 热久在线 | 亚洲国产日韩在线人成下载 | 狠狠色欧美亚洲狠狠色www | 激情免费网站 | 国产操片 | 国产精品久久自在自2021 | 激情综合网五月天 | 欧洲欧美成人免费大片 | 四虎精品在线 | 国产高清在线精品一区二区三区 | 久久99九九99九九99精品 | 日韩城人免费 | 2021精品综合久久久久 | 日韩精品福利片午夜免费 | 91精品自在拍精选久久 | 欧美一区二区自偷自拍视频 | 精品欧美一区二区在线观看 | 四虎影视www四虎免费 | 免费国产不卡午夜福在线观看 | a级免费| 国产亚洲综合一区在线 | 欧美做a欧美 | 久久精品国产在热久久2019 | 欧美激情站 | 国产高清毛片 | 免费中文字幕一级毛片 | 一级毛片无遮挡免费全部 | 免费人成年激情视频在线观看 | 久久最新免费视频 | 国产视频自拍一区 | 亚洲伊人天堂 | 男女乱配视频免费观看 | 国产精品2| 男人的天堂黄色 | 日本高清视频在线www色下载 | 色色视频免费网 | 欧美一级在线看 | 国产精品久久福利网站 | 久久国产精品偷 |