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      一種濾波器及其品質因數(shù)補償方法與流程

      文檔序號:12553559閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種濾波器,其特征在于,包括第一濾波電路、第二濾波電路、第三濾波電路、輸入電路和輸出電路;所述第一濾波電路和第二濾波電路相互串聯(lián),所述第三濾波電路與第一濾波電路和第二濾波電路相互并聯(lián);所述輸入電路分別與所述第一濾波電路和第三濾波電路連接,所述輸出電路分別與所述第二濾波電路和第三濾波電路連接。

      2.根據(jù)權利要求1所述的一種濾波器,其特征在于,所述第一濾波電路包括運算放大器OP1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電容C1;

      所述運算放大器OP1、電容C1、電阻R2和電阻R3之間相互并聯(lián);所述電容C1、電阻R2和電阻R3的一端與所述輸入電路連接,所述電容C1、電阻R2的另一端與所述電阻R4連接;

      所述電阻R4與所述運算放大器OP1的輸出端連接,所述運算放大器OP1的反向輸入端與所述輸入電路連接,所述運算放大器OP1的正向輸入端接入共模電壓。

      3.根據(jù)權利要求2所述的一種濾波器,其特征在于,所述第一濾波電路還包括倒向放大器D1,所述倒向放大器D1的輸入端與所述電阻R3連接,所述倒相放大器D1的輸出端與所述電阻R4連接。

      4.根據(jù)權利要求2所述的一種濾波器,其特征在于,所述第二濾波電路包括運算放大器OP2、電阻R5、電容C2和緩沖放大器H1;所述運算放大器OP2、電阻R5和電容C2相互并聯(lián)連接;

      所述電阻R5和電容C2的一端與所述電阻R4連接,所述電容C2的另一端與所述緩沖放大器H1的輸入端連接;

      所述運算放大器OP2的正向輸入端接入共模電壓,所述運算放大器OP2的反向輸入端與所述電阻R4連接,所述運算放大器OP2的輸出端與所述緩沖放大器H1的輸入端連接。

      5.根據(jù)權利要求4所述的一種濾波器,其特征在于,所述第二濾波電路還包括倒向放大器D2,倒向放大器D2的輸入端與所述電阻R5連接,所述倒向放大器D2的輸出端與所述緩沖放大器H1的輸入端連接。

      6.根據(jù)權利要求4所述的一種濾波器,其特征在于,所述第三濾波電路包括相互并聯(lián)連接的電容C3和電阻R6,所述電容C3和電阻R6的一端與所述輸入電路、電阻R3、電阻R2、電容C1和運算放大器OP1的反向輸入端連接,所述電容C3和電阻R6的另一端與所述輸出電路和緩沖放大器的輸出端H1連接。

      7.根據(jù)權利要求6所述的一種濾波器,其特征在于,所述輸入端包括輸入端子Z1和電阻R1,所述輸入端子與所述電阻R1的一端連接,所述電阻R1的另一端與所述運算放大器OP1的反向輸入端、電容C1、電阻R2和電阻R3連接。

      8.根據(jù)權利要求6所述的一種濾波器,其特征在于,所述輸出端包括輸出端子Z2,所述輸出端子Z1分別與緩沖放大器H1的輸出端、電容C3、電阻R6連接。

      9.一種濾波器的品質因數(shù)補償方法,其特征在于,包括以下步驟:

      S1.將電阻R6、電阻R2、電阻R4和電容C2和緩沖放大器H1設定成為第一回路,輸入端子Z1接收電信號Vin并經所述第一回路一個周期后,將在A點產生滯后電信號Vin 90°相位的第一信號,使所述第一環(huán)路中的電容C2對所述電阻R6、電阻R2或電阻R4進行放電并發(fā)生衰減;

      S2.將電阻R6、電容C1、電阻R4和電容C2和緩沖放大器H1設定成為第二回路,所述電信號Vin經所述第二回路一個周期后,將在A點產生滯后電信號Vin 180°相位的第二信號;

      S3.將電容C3、電阻R2、電阻R4、電容C2和緩沖放大器H1設定成為第三回路;所述電信號Vin經所述第三回路一個周期后后,將在A點產生滯后電信號Vin 180°相位的第三信號;

      S4.將電容C3、電容C1、電阻R4和電容C2和緩沖放大器H1設定成為第四回路,所述電信號Vin并經所述第四回路一個周期后后,將在A點產生滯后電信號Vin 270°相位的第四信號,使所述第四環(huán)路中的電容C1、電容C2和電容C3對所述電阻R4進行放電并發(fā)生衰減;

      S5.所述第二信號和第三信號由于相對于電信號Vin滯后180°的相位,因此,所述第二信號和第三信號可分別在第二環(huán)路和第三環(huán)路中產生震蕩;

      S6.將所述電阻R6、電容C1和運算放大器OP1設定為積分器,將所述電容C3、電阻R2和運算放大器OP1設定為微分器,電信號Vin分別經積分器和微分器將在B點產生抵消,降低濾波器中存儲的最大能量,以降低濾波器的品質因數(shù)。

      10.根據(jù)權利要求9所述的一種濾波器的品質因數(shù)補償方法,其特征在于,在所述步驟S6中,還包括以下步驟:

      S61.電信號Vin經所述第二環(huán)路的電容C1、電阻R4和電容C2和緩沖放大器H1后,將在C點形成電信號E1,電信號E1再次經所述積分器后,將在B點產生振蕩信號V1;

      S62.電信號Vin經所述第三環(huán)路的電阻R2、電阻R4、電容C2和緩沖放大器H1后,將在C點形成電信號E2,電信號E2再次經所述微分器后,將在B點產生振蕩信號V2;

      S63.振蕩信號V1滿足公式:V1=((-1/(R6*C1))∫E1dt;

      振蕩信號V2滿足公式:V2=-i*R2=-(R2*C3)dE1/dt;

      使所述振蕩信號V1與振蕩信號V2的方向相反;

      S64.濾波器的品質因數(shù)Q滿足公式:

      <mrow> <mi>Q</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>to</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>con</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>os</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>con</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>

      其中,Q為品質因數(shù),

      Eosc為電路中存儲的最大能量,

      Econs電路在一周期內消耗的總能量;

      所述振蕩信號V1和振蕩信號V2在B點產生抵消,降低濾波器中存儲的最大能量,以降低所述濾波器的品質因數(shù)。

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