有源濾波器的設(shè)計(jì)方法,大致可歸結(jié)為級(jí)聯(lián)法和模擬法兩大類(lèi)。
級(jí)聯(lián)法
根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求,求出可以物理實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)移函數(shù)(通常可由現(xiàn)成的有源濾波器資料和手冊(cè)中查得),并將它分解為低階函數(shù)(主要是二階函數(shù))之積,將這些低階函數(shù)分別用有源電路實(shí)現(xiàn)后再級(jí)聯(lián)起來(lái),就實(shí)現(xiàn)了原轉(zhuǎn)移函數(shù)。實(shí)現(xiàn)低階函數(shù)的電路通稱(chēng)為基本節(jié),目前已有許多典型的二階基本節(jié)電路供設(shè)計(jì)者選用。按基本節(jié)中使用放大器的數(shù)目可分為單放大器電路、雙放大器電路、三放大器電路、四放大器電路,圖1給出了幾個(gè)基本節(jié)示例。級(jí)聯(lián)法設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)單,電路特性調(diào)整容易,所實(shí)現(xiàn)的電路比較經(jīng)濟(jì),是常用的方法。
模擬法
先設(shè)計(jì)出能滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求的LC濾波器器作為設(shè)計(jì)原型,再用有源電路去模擬實(shí)現(xiàn)。這種方法又可分為元件模擬法和功能模擬法兩類(lèi),并且多以雙端終接電阻的LC梯型濾波器為原型。通常,模擬法比級(jí)聯(lián)法需用更多元件。
(1)元件模擬法
用模擬電感(能實(shí)現(xiàn)電感特性的不含電感元件的有源電路)取代LC濾波器中的電感元件?,F(xiàn)有浮地模擬電感電路的性能還不夠好,用得較少。當(dāng)LC濾波器中含有浮地電感時(shí),常通過(guò)變換的方法來(lái)消除它。RLC—CRD變換是常用的一種。它是用因子K/s(s是復(fù)頻率,K為實(shí)常數(shù))使電路中每個(gè)元件的阻抗都增大K/s倍。這種變換不會(huì)改變?cè)娐返膫鬏斕匦?,卻使原電路中的R、L、C元件分別變成了C、R、D(頻變負(fù)阻)元件。圖2是一例子。
(2)功能模擬法 先作出LC原型濾波器電路中各電壓電流的信號(hào)流圖,再用積分器、加法器、乘法器等有源電路來(lái)實(shí)現(xiàn)