新型低通濾波電路的製作方法
2023-06-12 01:14:31
專利名稱：新型低通濾波電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低通濾波器，尤其涉及一種新型低通濾波電路。
背景技術：
凡是有能力對信號頻譜進行處理的裝置都可以稱為濾波器。在近代的通信、 測量與控制等系統中，濾波的應用極為廣泛，濾波器的優劣直接決定了產品的 優劣，所以，對濾波的研究以及應用歷來為各國所重視。
一般有源低通濾波器，都可能引起輸出失調，且隨溫度的變化而漂移，而 且由於有源濾波器都有正負電源，它的輸入端與電源和地都有聯繫，不能完全
隔離。工程上常採用巴特沃斯濾波、貝塞爾濾波、契比雪夫濾波以及Elliptic 濾波，但是巴特沃斯濾波器過渡帶比較寬，切比雪夫濾波的相頻特性較差，非 線性比較嚴重，貝賽爾濾波的幅頻特性較差，而且Elliptic濾波多採用查對曲 線方法設計電路參數，導致的濾波性能不佳。 發明內容
本實用新型針對以上問題的提出，而研製一種新型低通濾波器，在採用高 電位和地之間嫁接復電抗的方法設計電路的方式解決現有技術的不足。本實用
新型採用的技術手段如下
一種新型低通濾波電路，其特徵在於在高電位和地之間嫁接復電抗構成； 所述復電抗包括RC諧振帶阻濾波器Z1、阻抗Z2、阻抗Z3、 二階橢圓函數低通 濾波器Z4、 二階橢圓函數低通濾波器Z5 、 RC諧振帶阻濾波器Z6和比例放大器 A;信號Ul輸入以後，經過RC諧振帶阻濾波器Zl進行濾波，然後通過和地之 間嫁接的二階橢圓函數低通濾波器Z4，得到輸出電壓為U2，再經過由阻抗Z2、 阻抗Z3、 二階橢圓函數低通濾波器Z5和比例放大器A組成的VCVS低通橢圓濾 波器，中間在經過RC諧振帶阻濾波器Z6濾波後得到輸出信號U0。
所述RC諧振帶阻濾波器Z1由電容C0和電阻R0、 C0組成；阻抗Z2由電阻R3和R4組成；阻抗Z3由電阻R9組成；二階橢圓函數低通濾波器Z4由電阻R5、 R6、 R7、 R8，電容C1、 C2及運放U1組成；二階橢圓函數低通濾波器Z5由電阻 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15，電容C5、 C8和運放U2組成；RC諧振帶阻濾波器 Z6由電阻R16和電容C9組成；比例放大器A由電阻R17、 R18，電位器RH1及 運放U3組成。
由於採用了上述技術方案，本實用新型提供的低通濾波電路，按照基於四 端網絡的分析方法獲得濾波電路的傳遞函數，具有設計方法簡單，調試方便， 電路參數精確，電路穩定可靠並能獲得較高的濾波技術指標的特點，另外，本 實用新型低通濾波電路的截止頻率還易於調節，在理論上可以取任意值，適於 在測量與控制系統等領域廣泛推廣。
本實用新型包含兩幅附圖 圖1為本實用新型的原理框圖； 圖2為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如附圖l、圖2所示，本實用新型提供的新型低通濾波電路中的Z1由電容 C0、 C1,電阻R0禾QR1組成，其中R0、 CO組成簡單的帶阻濾波器，對接入的信 號進行簡單濾波，則Z1的阻抗計算公式為
Z4由電阻R5、 R6、 R7、 R8，電容C1、 C2及運放U1組成，構成一個簡單 的二階橢圓函數低通濾波器，其阻抗的計算公式為
Z2由R3禾QR4，組成，阻抗可以表示為
Z5由電阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15，電容C5、 C8，運放U2組成，這
一部分也是一個二階橢圓函數低通濾波器，和後面的部分電路共同組成一個VCVS低通橢圓濾波器，這一部分的阻抗可以表示為
formula see original document page 5
Z3由電阻R9組成，所以Z3的阻抗就為:
z,=凡
Z6由電阻R16和電容C9組成，構成一個簡單的RC諧振帶阻濾波器，根 據RC的參數，把某個頻率段濾去，阻抗可以表示為
& = 1 〃 1/
A是由電阻R17、 R18，電位器RH1，以及運放U3組成的一個比例放大器， 該電路的作用是對電路進行放大，其放大倍數為
結合附圖1、 2，從整體來分析，信號Ul輸入以後，經過C0、 R0組成的 RC諧振帶阻濾波器，將某個頻率段濾去，然後通過和地之間嫁接一個二階橢圓 函數低通濾波器，即Z4，從而得到輸出電壓為U2，再經過由Z2、 Z3、 Z5禾f!A 組成的VCVS低通橢圓濾波器，中間經過RC諧振帶阻濾波器Z6濾波後，得到 輸出信號U0。
其中傳遞函數的計算過程為
設ml 、 m2分別為電位為U3和U4的點向右看去的等效電抗，艮口
formula see original document page 5(Z3+Z6)-(w1+Z2).(w2 在同階次情況下,本濾波器濾波特性較好，明顯優於傳統Elliptic濾波器(另一個關鍵是截止頻率的調節， 一個濾波電路設計的好壞，不僅僅與濾波 器響應曲線的過渡帶寬度、通帶和阻帶內紋波的大小有關，濾波起導通頻率是 否易於調節也是一個重要依據。木實用新型低通濾波電路通過調節電容值C可 以獲得不同的截止頻率，截止頻率與電容大小成反比例關係，理論上可以上任 何值，這種對應關係對於設計給定截止頻率的濾波電路是非常有效的。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範 圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範 圍內，根據本實用新型的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵 蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種新型低通濾波電路，其特徵在於在高電位和地之間嫁接復電抗構成；所述復電抗包括RC諧振帶阻濾波器Z1、阻抗Z2、阻抗Z3、二階橢圓函數低通濾波器Z4、二階橢圓函數低通濾波器Z5、RC諧振帶阻濾波器Z6和比例放大器A；信號U1輸入以後，經過RC諧振帶阻濾波器Z1進行濾波，然後通過和地之間嫁接的二階橢圓函數低通濾波器Z4，得到輸出電壓為U2，再經過由阻抗Z2、阻抗Z3、二階橢圓函數低通濾波器Z5和比例放大器A組成的VCVS低通橢圓濾波器，中間在經過RC諧振帶阻濾波器Z6濾波後得到輸出信號U0。
2、 根據權利要求1所述的新型低通濾波電路，其特徵在於所述RC諧振帶 阻濾波器Zl由電容C0和電阻R0、 CO組成；阻抗Z2由電阻R3和R4組成；阻 抗Z3由電阻R9組成；二階橢圓函數低通濾波器Z4由電阻R5、 R6、 R7、 R8，電 容C1、 C2及運放U1組成；二階橢圓函數低通濾波器Z5由電阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15，電容C5、 C8和運放U2組成；RC諧振帶阻濾波器Z6由電阻R16和 電容C9組成；比例放大器A由電阻R17、 R18，電位器RH1及運放U3組成。
專利摘要本實用新型公開了一種新型低通濾波電路，在高電位和地之間嫁接復電抗構成；復電抗包括RC諧振帶阻濾波器Z1、阻抗Z2、阻抗Z3、二階橢圓函數低通濾波器Z4、二階橢圓函數低通濾波器Z5、RC諧振帶阻濾波器Z6和比例放大器A；信號U1輸入以後，經過RC諧振帶阻濾波器Z1進行濾波，然後通過和地之間嫁接的二階橢圓函數低通濾波器Z4，得到輸出電壓為U2，再經過由阻抗Z2、阻抗Z3、二階橢圓函數低通濾波器Z5和比例放大器A組成的VCVS低通橢圓濾波器，中間在經過RC諧振帶阻濾波器Z6濾波後得到輸出信號U0。該電路具有濾波性能較好、結構簡單、調試簡單，而且截止頻率易於調節，適於在測量與控制系統等領域廣泛推廣。
文檔編號H03H17/02GK201341118SQ20092001019
公開日2009年11月4日 申請日期2009年1月14日 優先權日2009年1月14日
發明者趙殿濱, 陳鐵年, 隋德磊 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心