陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，包括控制端、第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊、第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊、電阻R1、電阻R2、電阻R5、電容C1、電容C2、電容C3、運放A1以及運放A2。本發(fā)明通過開關(guān)調(diào)制可保證陷波電路的陷波頻率連續(xù)變化，克服了現(xiàn)有電路陷波頻率固定不變的缺點；本發(fā)明的品質(zhì)因數(shù)在陷波頻率變化時保持不變，也就是本發(fā)明在所有陷波頻率處的陷波特性保持不變。
【專利說明】
陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子電路，具體地，設(shè)及一種陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電子電路的設(shè)計和應(yīng)用中，對電信號中的某一頻率的干擾信號進行濾除是最常 見的處理技術(shù)之一，其基本方法是設(shè)計合適陷波濾波器。例如，圖1就是一種常見的雙T陷波 電路，該陷波電路的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(s)為：
[000引在實際應(yīng)用中，一旦元件參數(shù)被選定，則電路的特性不再發(fā)生變化，亦即陷波頻率 ω0和品質(zhì)因數(shù)Q不再變化。在某些場合，被濾除的干擾信號的頻率是變化的，選用固定參數(shù) 的陷波電路無法濾除頻率是變化的干擾信號。因此，設(shè)計一種陷波頻率隨干擾信號頻率變 化的陷波電路具有很好的實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電 路。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明提供的陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，包括控制端、第一電阻開關(guān)串 聯(lián)模塊、第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊、電阻Ri、電阻R2、電阻Rs電容Cl、電容C2、電容C3、運放Ai W及 運放A2 ;
[0011] 其中，第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊的一端通過第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊連接所述運放Ai 的同相輸入端，另一端連接信號輸入端；
[0012 ]電容C3的一端連接第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊的一端，另一端連接所述電阻Rs的一端； 電容Cl的一端連接所述信號輸入端，另一端連接電阻Rs的一端、電容C2的一端；電容C2的另 一端連接運放Ai的同相輸入端；
[0013] 電阻Ri的一端接地，另一端連接電阻R2的一端、運放A2的同相輸入端；電阻R2的另 一端連接運放Ai的輸出端;運放Ai的反相輸入端連接運放Ai的輸出端;運放A2的反相輸入端 連接擔(dān)放A2的輸出端；
[0014] 控制信號輸入端連接第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊中開關(guān)S1的控制端、第二電阻開關(guān)串 聯(lián)模塊開關(guān)S2的控制端，用于控制第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊中開關(guān)SI、第二電阻開關(guān)串聯(lián)模 塊開關(guān)S2通斷。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊包括電阻R3、開關(guān)S1;所述第二電阻開關(guān)串聯(lián) 模塊包括電阻R4、開關(guān)S2;
[0016] 其中，所述開關(guān)S1的一端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接開關(guān)S2的一端， 開關(guān)S2的另一端的連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接所述運放的同相輸入端；
[0017] 電容C3的一端連接所述電阻化的另一端。
[0018] 優(yōu)選地，所述第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊包括電阻R3、開關(guān)S1;所述第二電阻開關(guān)串聯(lián) 模塊包括電阻R4、開關(guān)S2;
[0019] 其中，所述開關(guān)S1的一端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接電阻R4的一端， 電阻R4的另一端的連接開關(guān)S2的一端，開關(guān)S2的另一端連接所述運放的同相輸入端；
[0020] 電容C3的一端連接所述電阻化的另一端。
[0021] 優(yōu)選地，電阻R3和電阻R4的阻值相同；
[0022] 電阻Rs的阻值為電阻化或電阻R4阻值的1 /2。
[0023] 優(yōu)選地，電容打和電容C2的容量相同；
[0024] 電容C3的容量為電容Cl或電容C2容量的2倍。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0026] 1、本發(fā)明通過開關(guān)調(diào)制可保證陷波電路的陷波頻率連續(xù)變化，克服了現(xiàn)有電路陷 波頻率固定不變的缺點；
[0027] 2、本發(fā)明的品質(zhì)因數(shù)在陷波頻率變化時保持不變，也就是本發(fā)明在所有陷波頻率 處的陷波特性(濾除陷波頻率信號的能力)保持不變。
【附圖說明】
[0028] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0029] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙T陷波電路的示意圖
[0030] 圖2為本發(fā)明中陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明中陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。W下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進。運些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0033] 如圖2所示，本發(fā)明在兩個R電阻支路上串聯(lián)連接了兩個模擬電子開關(guān)S1和S2。模 擬電子開關(guān)S1和S2可W通過在控制端C加入控制信號來控制模擬電子開關(guān)S1和S2打開或閉 合。在本發(fā)明中，假定在控制端C接邏輯高電平，開關(guān)閉合，而在控制端C接邏輯低電平，開關(guān) 斷開。
[0034] 本發(fā)明提供的陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路的工作原理為:通過在控制端C輸入 合適的脈寬調(diào)制信號，控制模擬電子開關(guān)SI和S2的通斷，改變開關(guān)電阻串聯(lián)支路電阻的等 效值，從而改變電路的頻率特性。如圖2所示，在控制端C輸入周期為T的控制信號，在一個周 期中開關(guān)閉合的時間為Ττ，則控制信號的占空比為α = Ττ/Τ。運樣，兩個開關(guān)電阻支路的等效 電阻Req為
[003引
（4)
[0036] 由于占空比α在0~1之間變化，因此Req的變化范圍為R~cx^。
[0037] 為使Req盡量恒定，可取開關(guān)控制信號的頻率為被放大信號頻率的η倍，根據(jù)試驗結(jié) 果，一般取η〉100。例如，要求陷波電路的陷波頻率范圍為0~lOOHz，則可取開關(guān)控制信號的 頻率大于100 X 1 OOHz = 10曲Z。
[0038] 由式(2)可知，圖2濾波電路的陷波頻率ω〇為
[0039]
(5)
[0040] 亦即陷波頻率隨著C端控制信號的占空比α的變化而變化。當(dāng)α = 100%時，ω 0= 1/ (RC)為最大的陷波頻率。
[0041] 設(shè)計實例：按圖2電路設(shè)計一陷波電路，要求陷波頻率在0~200化內(nèi)可變，品質(zhì)因 數(shù)Q = 25。設(shè)計過程：取R2 = lkQ，由式（3)可算得Ri = 99kQ，取Ri為lOOkQ (1%的精密電 阻）。取C = 0.11yF，由 w〇=l/(RC)=2灶0 = 231X200,可算得R=7.23kQ，取R為7.巧kQ (1% 的精密電阻）。另外，圖2電路中的2C取0.22μΡ，R/2取3.57k Ω (1 %的精密電阻）；兩個運算放 大器選取AD712J雙運放集成忍片。按照上述設(shè)計參數(shù)驗算，電路的品質(zhì)因數(shù)Q = 25.25;陷波 頻率為f〇 = 200.12a(單位為化）。達到設(shè)計要求。
[0042] 在變形例中，開關(guān)S1、S2和與之串聯(lián)的電阻R的位置可W互換，即開關(guān)S1、S2也可W 串聯(lián)在電阻R的右邊，如圖3所示。
[0043] W上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，運并不影 響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，其特征在于，包括控制端、第一電阻開關(guān)串聯(lián)模 塊、第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊、電阻Ri、電阻R2、電阻R5、電容Cl、電容C2、電容C3、運放Αι以及運 放a2; 其中，第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊的一端通過第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊連接所述運放Ai的同 相輸入端，另一端連接信號輸入端； 電容C3的一端連接第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊的一端，另一端連接所述電阻R5的一端；電容 C1的一端連接所述信號輸入端，另一端連接電阻R 5的一端、電容C 2的一端；電容C 2的另一端 連接運放^的同相輸入端； 電阻Ri的一端接地，另一端連接電阻R2的一端、運放如的同相輸入端；電阻R2的另一端連 接運放Αι的輸出端;運放Αι的反相輸入端連接運放Αι的輸出端;運放A2的反相輸入端連接運 放A2的輸出端； 控制信號輸入端連接第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊中開關(guān)S1的控制端、第二電阻開關(guān)串聯(lián)模 塊開關(guān)S2的控制端，用于控制第一電阻開關(guān)串聯(lián)模塊中開關(guān)S1、第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊開 關(guān)S2通斷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，其特征在于，所述第一電阻開 關(guān)串聯(lián)模塊包括電阻R3、開關(guān)S1;所述第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊包括電阻R4、開關(guān)S2; 其中，所述開關(guān)S1的一端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接開關(guān)S2的一端，開關(guān) S2的另一端的連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接所述運放的同相輸入端； 電容C3的一端連接所述電阻R3的另一端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，其特征在于，所述第一電阻開 關(guān)串聯(lián)模塊包括電阻R3、開關(guān)S1;所述第二電阻開關(guān)串聯(lián)模塊包括電阻R4、開關(guān)S2; 其中，所述開關(guān)S1的一端連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接電阻R4的一端，電阻R4 的另一端的連接開關(guān)S2的一端，開關(guān)S2的另一端連接所述運放的同相輸入端； 電容C3的一端連接所述電阻R3的另一端。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，其特征在于，電阻R3和電阻 R4的阻值相同； 電阻R5的阻值為電阻R3或電阻R4阻值的1/2。5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陷波頻率連續(xù)可調(diào)的濾波電路，其特征在于，電容&和電容 C2的容量相同； 電容C3的容量為電容&或電容C2容量的2倍。
【文檔編號】H03K3/017GK106059535SQ201610430656
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】田社平, 朱玨穎
【申請人】上海交通大學(xué)