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【摘 要 】滤波器整体来说发展时间较长,由最初的RC电路滤波器到今天的有源滤波器,电路一直朝着更小型、更精确、更低功耗的方向发展.经过长时间的发展,滤波器整体有了一套比较规范的设计方法.而在众多滤波器的实现电路中,tow-thomas电路是一款易于修改滤波器参数且容易实现的电路.整体上来说,模拟滤波器的设计分为两步:(1)确定传输函数H(S);(2)具体电路实现H(S).本文将通过实例和简单叙述阐述这一问题.
【关 键 词 】tow-thomas电路;模拟滤波器;设计
一、模拟滤波器
滤波器是一个频率选择的器件,它的功能是让指定频段的信号通过,而对其他部件产生衰减作用.模拟滤波器处理的是模拟信号.理想的滤波器是只让指定信号通过,而其他信号无法通过的,其幅频响应曲线(如图一).而实际上的滤波器是无法做到这一点的,它只能保证频率响应曲线在一定的范围之内(如图二).因此在数学上就有多种方法来实现同一滤波器的指标要求,例如巴特沃斯、切比雪夫一型、切比雪夫二型、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等.每一种类型都有其各自的特点(表1).
二、Tow-Thomas电路形式
四、确定电路参数值
当由低通原型获得实际所需滤波器传输函数之后,对应上文所述tow-thomas电路与传输函数的对应情况,即可获得电路元件值.
如果采用的是其他形式的电路,则需另外研究其电路形式所对应的传输函数,再与所需传输函数相对应.
五、模拟滤波器设计实例
六、实物制作结果
实物制作时,采用OP37运算放大器代替所设计运放,来验证滤波器功能.实际测试中发现信号源的传输线对测试结果有很大影响.以下是某一种情况下的测试结果:
1.中心频率大约100KHz,低截止频率88KHZ,高截止频1HZ.
2.实物与仿真结果有一定偏差,但滤波的趋势还是能体现出来的.