有源濾波器的設(shè)計方法,大致可歸結(jié)為級聯(lián)法和模擬法兩大類。
級聯(lián)法
根據(jù)技術(shù)指標要求,求出可以物理實現(xiàn)的轉(zhuǎn)移函數(shù)(通??捎涩F(xiàn)成的有源濾波器資料和手冊中查得),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)分別用有源電路實現(xiàn)后再級聯(lián)起來,就實現(xiàn)了原轉(zhuǎn)移函數(shù)。實現(xiàn)低階函數(shù)的電路通稱為基本節(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給出了幾個基本節(jié)示例。級聯(lián)法設(shè)計過程比較簡單,電路特性調(diào)整容易,所實現(xiàn)的電路比較經(jīng)濟,是常用的方法。
模擬法
先設(shè)計出能滿足技術(shù)指標要求的LC濾波器器作為設(shè)計原型,再用有源電路去模擬實現(xiàn)。這種方法又可分為元件模擬法和功能模擬法兩類,并且多以雙端終接電阻的LC梯型濾波器為原型。通常,模擬法比級聯(lián)法需用更多元件。
(1)元件模擬法
用模擬電感(能實現(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LC濾波器中含有浮地電感時,常通過變換的方法來消除它。RLC—CRD變換是常用的一種。它是用因子K/s(s是復(fù)頻率,K為實常數(shù))使電路中每個元件的阻抗都增大K/s倍。這種變換不會改變原電路的傳輸特性,卻使原電路中的R、L、C元件分別變成了C、R、D(頻變負阻)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流圖,再用積分器、加法器、乘法器等有源電路來實現(xiàn)