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可以連續改變截止頻率的電壓控制通用濾波器

2010-05-27 來源:電路的功能 字號:

電路的功能

通用濾波器是以簡化波濾器設計為目的,使基本電路集成化,把低通(LPF)、高頻(HPF)、帶通(BPF)、帶阻濾波器連接起來,便宜可自由選擇傳輸頻率特性。截止頻率FO的控制方式,對于市場上出售的產品,有電阻調諧數字設定以及從外部用模擬電壓進行控制等。很容易制作高性能的濾波器。

把多個基本單元連接起來,制成截止頻率好的濾波器時,可把各個控制電壓端子并聯引出,用電阻規定各級相應的Q值。

電路工作原理

濾波器的基本電路塊是OP放大器A1~4,它們都連成反相放大狀態參變量濾波器,由反相加法電路和反相積分電路控制。關于截止頻率FO的設定,以模擬乘法器為衰減器,控制積分輸入電壓。

乘法特性為X.Y/10,X、Y輸入端最大輸入電壓為10V。若從Y輸入10MV~10V的控制電壓,本電路中可設定10HZ~1KHZ的截止頻率。輸入微弱電壓時,若不高速失調電壓,穩定工作范圍就會縮小。VO=10V時,為最高頻率根據FC=1/2πC1.RF,電容量取0.01UF,然后再確定RF的阻值。

Q值由R3確定,如果已經決定了Q值,則可用R3=Q.R2求出R3,例如,把本電路進行兩級級聯,構成24DB/OCT巴特沃次濾波器,因為Q1=0.541,Q2=1.306,所以第一級R3的阻值為5.41K,第二級的R3為13.6K。

元件的選擇

對于電壓控制濾波器來說,可變電阻的特性最為重要在本電路中使用了模擬乘法器,所以失調電壓及漂移直接影響低頻率的穩定度。AD532是內部微調過的IC,省略了比例因子X.Y輸入失調調節電路等,但輸出端的調零電路必須有。實用的頻率可變范圍是100倍左右,如要達到1000倍,須增加Y輸入平衡。

狀態變量電路各級的GB積如果不大于一般濾波電路,就很難進行高頻工作,所以當變成數10KHZ以上的濾波器時,要把TL072改為寬帶OP放大器,通常積分器會產生振蕩,可用內部相位補償元件或選擇參數時,保證A=1不至發生振蕩。

電阻可采用金屬膜電阻,電容器選用溫度系數小,允許誤差在±2~±1%的產品,具體說可采用苯乙烯電容器。如選用0.01UF的電容,體積會加大。對于穩定度要求不高時,也可從普通聚酯薄膜電容中挑選。

調整

控制電壓VC假定為10V,并把濾波器輸入端接地,調整VR1和VR2,使各乘法器輸出端的失調電壓為零改變控制電壓VO后若輸出發生變化,乘法器的X.Y輸入端就會失去平衡。截止頻率的驗證的很簡單,可改變輸入頻率,然后讀出BEF輸出為零或最小時的頻率數,便可進行檢驗。其他輸入端截止頻率的靈敏度因設定的Q值而異。

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