万方数据第２２卷第３期 济宁师专学报２００１年６月Ｖｏｌ． ２２ Ｎｏ． ３Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｉｎｉｎｇ Ｔｅａｃｈｅｒｓ＇ ＣｏｌｌｅｇｅＪｕｎ． ２００１文章绷号：１００４－１８７７（２００１）０３－００１８－０２高Ｑ值可调参数带通滤波器马学冲 （济宁师专物理系，山东济宁２７２０２５） 摘 要：介绍了一种高Ｑ位带通滋波器．其电路结构简单、中心绷率、粉益可独立调节．并给出了设计思路及理论计算和调试步赚． 关．润：高Ｑ值； 滋渡器，双Ｔ网络；中ｖ妓率中圈分类号： ０４４１．１文献标识码：Ａ引 言一般的有源带通滤波器的设计方案，是选择在运算放大器的翰人支路及反馈回路接人适当的ＲＣ网络。图１和图２是二种典型的二阶带通电路。但由于运放的开环增益，箱人翰出阻抗不可能是理想情况，这类电路的Ｑ值受到很大限制，通常很难超过１０．若通过增加运放级数构成多级反馈增加Ｑ值，则电路的稳定性，线性度明显变差，并且当Ｑ值确定后，电路的中心频率，增益很难再做独立调节．作者尝试了一种新的滤波设计方案，设计的主要思路是利用带阻电路与运放一起构成带通电路． 图ｌ图２１具有双Ｔ带阻网络带通滤器理论分析如图３所示为一双Ｔ带阻网络，它的转移函数为Ｂ．（Ｗ）＝Ｖｏ １Ｖ； １一ｊ一一卫‘，０一等，—（１）ＱＴ Ｑ， ‘（ Ｗ一Ｃ４（竺）ＪＩ刀一ｔｇ－１一一￣ＯＷ（竺＜１）１一（竺）Ｚ ＷＯＲ／ＺＵ士ＺＣ相移函数为，（．） 之（２） 一－、｜ ｜．４（竺） ‘毛｜ａ－ｔｇ－１一一Ｗｏ（竺＞１）图３ ｜ ｔ１一（竺）２ Ｗｏ 式中｀００＝ ＲＣ为中心圆频率， ＱＴ＝粤为双Ｔ网络的品质因素．在ｆ，处，双Ｔ网络呈现阻断特性，将双Ｔ网络接人运算放大器的一支路中， 任 构成如图４所示电路，则原输人信号经过双Ｔ网络后幅频特性将会出现反相，如图５所示，但是，由于Ｂ（ｗ）为复数，那么１１一Ｂ，（ｗ）｝一〔（１一Ａ（ｗ） Ｉｃｏｓｐ），＋（ Ａ（（Ｕ） ＩｓｉｎＴ）Ｚ）Ｙ（３） 在．ｔｗｏ时，１－ ＩＢ（ｗ） Ｗ： １１－Ｂ．（ｗ） ＞１－ ＩＢ（ｗ） Ｉ，由于相移的影响，不能实现幅频特性的完全相减，因而Ｑ值比双Ｔ网络ＱＴ要低，实验结果为１左右０ ，为了消除叭．）的影响，提高Ｑ值，现将双Ｔ网络的输人端口从信号的Ｖ，端改为Ｖｏ端，如图６所示，如此收稿日期：２０００１一０３一０９作者筒介：马学冲（１９４３－），男，江苏沛县人，济宁师专物理系副教授．Ｖ。二Ａ，Ｖ；了．Ｊ、、咬护式中Ａｏ＝Ｒ， ｒｒ｝勺、１Ｒ，＋Ｒ，、产（６）则有Ａ（动一Ｖａ一－一Ａ，（７）Ｖ； １＋ＦＢ． （ｃｕ）图４ Ｒ１＝Ｒ２ Ｒ３＝ＲＦＡ（．）Ａｏ１＋一一－卫上一一一．（８）１一一一一１ＱＴ（竺一竺）｝Ｖ２山０ 毋！Ｖｉｌ｝旧Ｕ（Ｗ）Ｉ该电路的幅频特性为；飞１二ｎ之‘竺＿竺 １．ｔｓＴ、＿＿＿，－， ＺＩＡ（ｗ）Ｉ＝Ａｏ巧“Ｊ１一旧Ｕ（Ｗ）Ｉ１＋（１＋Ｆ）ＺＱＴ（会一等，’（９） ＩＵ相频特性为‘ａ７＇ｒｎ‘竺＿＿＿竺 ＿＿Ｉ＇％２Ｐ（ｗ）二一ｔ９一１Ｗｏ ｖ／图５１＋（１＋Ｆ）２ＱＴ（粤一孕）．ｏ 忆”，（１０）根据（（９）式，我们可以求出电路的带宽．由于｝Ａ（ｗｏ） Ｉ＝Ａｏ．在一ｗｏ士Ｂ／２时，应用ＩＡ（ｗ）｝一Ａｏ／丫万一，则有Ｃ１＋ＱＴ２竺一（心 明〕０口０）２１一） ＇ＱＴ会一鲁，’－２（１１）Ｃ１＋（１＋Ｆ２ＣＲ／２上式有两个。＞０的解；１ 二芯犷二：－下下戒刃一－二十４士１ 议ｉ以十ｒＪ一乙ＱＴ了（１－Ｉ－Ｆ）２一２ｗ１． ２ － —ｎ ｗｏ（１２）图６则带宽Ｂ＝ｗ２一＆ｚ＝一－－－（ＱＴ Ｖ （１＋Ｆ）２一２０ｏ— （１３）显然Ｑ值为Ｑ＝ＱＴ ／１（ １＋Ｆ）２一２（１４） （１４）式清楚地表明Ｑ值独立依赖于Ｆ，而且不受其它参数的影响，当Ｆ足够大时，可获得很高的Ｑ值．电路的中心频率ｆ，仅仅取决于双Ｔ网络的Ｒ，Ｃ参数．当电路的Ｑ值调好以后，即已确定了Ｆ，那么改变增益可通过调节Ｒ，／Ｒ：的比值来实现．由上所述的电路不仅可获得较高的Ｑ值．而且可独立地调节电路的中心频率和增益．２实验与调试采用图６所示电路， 构成５０ＨＺ带通滤波器，其电路具体参数选择为：Ｒ，＝１０Ｋ，Ｒ，＝１１Ｋ，Ｒ，＝１０Ｋ，ＲＦ＝８２０Ｋ，Ｒ＝６８Ｋ士０． ５Ｋ，Ｃ＝０． ０４７ＫＦ．则Ｆ一含一只．．， １ 黔一８Ｖ！１２， Ｑ一场Ｖ／ －Ｑ耳下歹二万一２０．７Ｊ 该电路具体装调过程如下：第一步将双Ｔ网络的中心频率调节在所需值５０ＨＺ上；第二步调整Ｆ ＝ ＲＦ／Ｒ的值，使Ｑ值达到需要值，然后，调整Ｒ， ／Ｒ：的比值，使中心频率ｆ，下的增益Ａ。满足要求．整个电路即可工作．经实验侧试， 设电路的幅频特性如图７所示．实测带宽Ｂ＝士１ＨＺ．实际的Ｑ值为２０．１．由上述实验结果显然可知， 它与理论计算基本符合．２０川５０ ６０ １００ ｆ（Ｈ２）．考文做［１］童诗白．模拟电子技术基础〔Ｍ］．高等教育出版社．１９８４．９．图了【幻秦进才，王朝英．集成运算放大器应用原理［Ｍ］．高等教育出版社．１９８６．６．（责任编样刘汉忠）１９万方数据