Комплексные активные RC-фильтры с расширенным частотным диапазоном

• Автор: Кью Тхиха
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Аннотация
В диссертации рассматриваются вопросы проектирования комплексных аналоговых фильтров с расширенным диапазоном рабочих частот. Предлагается использовать для расширения частотного диапазона современные широкополосные усилители. В работе рассмотрены схемы комплексных фильтров высокого порядка на базе транскондуктивных операционных усилителей, на базе операционных усилителей с обратной связью по току, на базе полностью дифференциальных усилителей с обратной связью по току. Предложен способ повышения стабильности частотных характеристик комплексных фильтров на базе транскондуктивных операционных усилителей. Разработаны модели в среде МісгоСар-7 комплексных фильтров, разработанных с использованием НЧ-прототипов Батгерворта до пятого порядка, и реализованных в виде канонической, последовательной и многопетлевой структурных схем. С помощью разработанных моделей проведена оценка рабочего диапазона частот для комплексных фильтров реализованных на базе транскондуктивных операционных усилителей, на базе операционных усилителей с обратной связью по току, на базе полностью дифференциальных усилителей с обратной связью по току.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАСЧЕТ КОМПЛЕКСНЫХ ФИЛЬТРОВ ПО НЧ-ПРОТОТИПУ
1.1. Комплексные сигналы и фильтры
1.2. Расчет комплексных полосовых и режекторных фильтров на идентичных звеньях
1.2.1. Методика расчета структурированного НЧ-прототипа
1.2.2. Расчет комплексных базовых звеньев
1.2.3. Разработка принципиальной схемы фильтра
Выводы по главе 1
ГЛАВА 2. КОМПЛЕКСНЫЕ ПОЛОСОВЫЕ И РЕЖЕКТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ОПЕРАЦИОННЫХ ТРАНСКОНДУКТИВНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
2.1. Операционные транскондуктивные усилители (ОТУ)
2.2. Базовые функциональные узлы на основе ОТУ
2.2.1. Сумматор и интегратор
2.2.2. Синтез стабильной широкополосной усилительной секции
2.3. Проектирование комплексных полосовых фильтров Баттерворта на ОТУ
2.3.1. Проектирование комплексных полосовых фильтров Баттерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(з)=-1/з

2.3.2. Проектирование комплексных полосовых фильтров Баттерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(з)=-1/(з+а)
2.4. Проектирование комплексных полосовых фильтров Чебышева на ОТУ
2.4.1. Проектирование комплексных полосовых фильтров Чебышева с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(з)=-1/з

2.4.2. Проектирование комплексных полосовых фильтров
Чебышева с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(э) = -1/(з+а)

2.5. Проектирование комплексных режекторных фильтров Батгерворта на ОТУ
2.5.1. Проектирование комплексных режекторных фильтров Баттерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(8)=-э
2.6. Эффективность использования широкополосных усилительных секции на базе ОТУ для повышения стабильности АЧХ комплексных фильтров
2.7. Определение диапазона рабочих частот комплексных фильтров на транскондуктивных операционных усилителях
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНЫЕ ПОЛОСОВЫЕ И РЕЖЕКТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ОУ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ТОКУ
3.1. Операционные усилители с обратной связью по току (ОУ с ОСТ)
3.2. Базовые функциональные узлы ОУ с ОСТ
3.3. Проектирование комплексных полосовых фильтров Батгерворта на ОУ с обратной связью по току
3.3.1. Проектирование комплексных полосовых фильтров Баттерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(8)=-1/

3.3.2. Проектирование комплексных полосовых фильтров Батгерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(8)=-1/(Б+а)
3.4. Проектирования комплексных режекторных фильтров Баттерворта на ОУ с обратной связью по току
3.4.1. Проектирование комплексных режекторных фильтров Баттерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(8)=-8
3.4.2. Проектирование комплексных режекторных фильтров Батгерворта с использованием базового звена с НЧ-прототипом К(8)=-1/(8+а)

Рис.2.4. а) Идеальный интегратор с использованием ОТУ
<и,-и2)
7 т вых от
■“х " рС~ рС
(2.4)

>— г-О
с"= П*
Рис.2.4, б) Неидеальный интегратор с использованием ОТУ
<и,-и2)
(2.5)
рС ^ + рС)
К сожалению, основной параметр ОТУ, крутизна (§т), обладает невысокой температурной стабильностью. На рис.2.5 приведена зависимость модуля крутизны ОТУ типа МГМ13600 при разных температурах в диапазоне от минус 10°С до плюс 60°С. В этом случае выбран максимальный допустимый ток 1у=2мА, что позволяет получить максимальную полосу пропускания ОТУ.
Рис.2.5 Модуль крутизны^,,,) ОТУ типа ШМ13600 при разных температурах в диапазоне от минус 10°С до плюс 60°С