[其他]獨立可調單電容二階低通有源濾波器

在審

• 申請號: 101985000002784
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102784B
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 孫致孝
• 申請（專利權）人: 上海醫科大學
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為一個電路簡單的單電容二階低通有源濾波器。電路中只采用一個運算放大器、一個電容器和四個電阻器。本發明具有兩種電路形式，其三個特征參數Ｗｏ，Ｇｏ和Ｑｏ的值可以按次序分別用特定的電阻器和阻值來調整。本濾波器較已有的濾波器有結構簡單、調整方便，易于集成化等優點。

本發明屬于電子工程基本電子電路〔H03H11/12（IntCl³）〕技術領域。

近年來，含有一個運算放大器，含有電阻器和電容器的，具有二階低通特性的有源濾波器已開始應用。其中，含有兩個或兩個以上電容器的二階低通有源濾波器，由于受到運算放大器單位增益帶寬的限制，使其無法在較高頻率上運用，且不易全部集成化。

從1978年開始至今，利用運算放大器單極點模型，在只用一個運算放大器，只用一個電容器和幾個電阻器構成的二階低通有源濾波器電路中，共報道了三個新電路。

1979年，ANANDAMOHAN，P.V.在文獻Proc.IEEE.，1979，8，n60-n61中和1982年SINGH，B.P在文獻I_nt.J.Electron，1982，52，337-339中報道的單電容二階低通有源濾波器電路中，無法用改變一個電阻阻值的方法獨立調節品質因素Q值，而又不影響截止頻率ω₀和增益G₀。而在1978年，NANDI，R，在文獻Proc，IEEE，1978，7，798-799，中提出的單電容二階低通有源濾波器電路中，品質因素Q是可以通過改變一個電阻的電阻值來進行調整的，但電路中要滿足一個方程β＝α·/（1+α），而且這個電路要用六個電阻器。

本發明利用運算放大器單極點模型，構成單電容二階低通有源濾波器，其電路的品質因素Q可以通過一特定電阻的電阻值來進行獨立調整，而且電路中為此無需滿足任何方程和附加條件。此外，通過調整某一特定電阻值，三個特征參數Q₀，ω₀，G₀均可一次性調至預定值。

本發明可以有兩種電路形式實現。

一、電路Ⅰ，如附圖1。

運算放大器6的輸出端6A即為本電路的信號輸出端V₀。

運算放大器6的非倒相輸入端6C與電阻器5的一端相連接，電阻器5的另一端連接到本電路的信號輸入端Vi。

運算放大器6的倒相輸入端6B與電阻器3的一端相連接，電阻器3的另一端連接到運算放大器6的輸出端6A。

運算放大器6的倒相輸入端6B還與電阻器2的一端相連接，電阻器2的另一端與地參考電位相連。

運算放大器6的倒相輸入端6B還與電阻器1的一端相連接，電阻器1的另一端與本電路的信號輸入端V₁相連。

運算放大器6的倒相輸入端6B還與電容器4的一端相連接，電容器4的另一端與本電路的信號輸入端V₁相連。

這樣，在考慮到運算放大器單極點模型以及通常工作頻率遠高于運算放大器開環增益頻率特性-3^db截止頻率的大多數情況下，可求得本電路輸出電壓信號對輸入電壓信號的傳遞系數。由此，可求得該二階低通濾波器的三個濾波特性參數如下：

閉環頻率特性-3^db截止角頻率

閉環頻率特性通帶中直流增益G₀=1+R₃/R₂

極點品質因素

其中C表示電容器4的電容量，

R₁、R₂、R₃分別表示電阻器1、2、3的電阻值，B表示運算放大器6單位增益帶寬積。