有源滤波器11解析.ppt

6 跳耦模拟法： 跳耦：leapfrog,跳蛙法，类似于跳青蛙的游戏而得名 Leapfrog filters are passive LC ladder simulations.? The advantage is that errors due to element values or opamps tend to be distributed across the filter instead of concentrated at a specific biquad.? This generally makes them more robust.? Filter Solutions supports Leapfrog filters for low pass and band pass all pole designs.? Alternating inductors and capacitors are replaced by a string of positive and negative gain integrators.? Filter Solutions employs positive Miller integrators for the positive gain integrators to maximize high frequency performance.? Each integrator output posses a feedback and feed forward resistor.? The beginning and ending integrator have resistors in parallel with the capacitors to simulate the passive termination resistors. eg： 10KΩ 10KΩ 7.344F 5.999F 7.564F 10.74F 69.11F 22.2F 11.72F 1.487H 1.822H 2.642H * 无源滤波器有以下缺点: 1 L不能集成 2 L笨重,昂贵且损耗大,品质因素低 3 当电感含磁芯时,非线性特性严重,此时会产生高次谐波,导致 信号失真严重 L一般需特别制造,不能批量生产 无源RC网络的频率特性远远不如LC网络,且吸收的信号功率较多 有源滤波器:用有源元件作为积木块来设计的滤波器 有源元件: 1 运算放大器 2 NIC 负阻抗逆变器 回转器 广义导抗变换器 频变负阻器FDNR 有源滤波器的结构很多,设计方法有多种,主要有4种: 1 直接实现 2 对LC滤波器进行元件模拟 3对LC滤波器进行运算模拟 4 级联实现 一阶、二阶有源滤波器的实现简单 高阶有源滤波器的实现 有源滤波器的实现方法： 1 直接综合法 2 反馈法 3 级联法 4 模拟法 1 直接综合法 按照某些已知的电路结构，用一定数量的有源元件直接实现高阶滤波器的方法。 + + + - - Y1 Y2 Y5 Y6 Y4 Y3 + uo ui eg: 以下是lovering网络，电路结构已知，要求设计一高通滤波器。 从电路求得网络函数为 对高阶滤波器 引入另一个多项式，无重根，且所有根均为负实数： 设 此时，用RC电路实现四个导纳值即可。 分母为3次多项式，故Q为二次多项式 可以很简单实现上述单元电路，用它们代替下图的各导纳即可 + + + - - Y1 Y2 Y5 Y6 Y4 Y3 + uo ui 缺点： 1 元件的灵敏度增大 2 关系复杂，不便于调节 3 随着滤波器阶数增大，元件值分散，不利于批次生产，不利 于集成 2 级联法 1 2 3 n 将系统函数分解成多个双二次函数之积 用有源元件分别实现各双二次函数，再级联即可 3 反馈法 Σ Σ T2 T1 T3 缺点：调试困难，但灵敏度低 4 模拟法 模拟无源滤波器的有源滤波器实现方法 step: 1 实现满足性能指标要求的无源滤波器 2 用有源元件来代替无源元件 最需要替换的元件是电感 电感的实现方法： 1 回转器实现 2 运放实现 3 NIC实现 4晶体管实现 5 GIC实现 6 FDNR实现 5 GIC实现： GIC：generalized imittance converter 电路： Z1 Z2 Z3 Z4 + + - - Z1 Z2 Z3 Z4 + + - - 传输函数 接地电感的实现的GIC实现 Rj r r + + - - Cj R Rj r r + + - - Cj R 1 2 Rj Cj 2 1 浮地电感的实现的GIC实现 Rj Cj Rj Cj 1 1 2 2 eg:已知某7阶高通椭圆滤波器如图所示： 10KΩ 10