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全通网络在宽频率范围内移位90度

来源:analog 发布时间:2023-11-15

摘要: 两个宽带跨导放大器产生一个全通网络。如图所示,结合两个这样的网络产生两个输出,它们之间的相移恒定为90度(相对于频率)。

全通网络广泛应用于通信和信号处理领域。一个例子是使用90度相移网络(带混频器)来产生单边带信号。在图1中,两个全通电路的转角频率(由输出RC网络决定)相差7.5倍。其结果是在宽频率范围内输出相位差保持接近90度。

与低通、带通和其他幅度整形滤波器不同,全通滤波器能够在不影响信号幅度的情况下移动信号的相位。对于一阶allpass,传递函数为:


当你将变量“s”从零(DC)扫到无穷大时,H(s)的符号从正变为负,表示相位从零到180°的变化。您可以使用两个宽带跨导放大器(wta)实现此功能,如虚线所示图1


图1所示。两个宽带跨导放大器(虚线)产生一个全通网络。如图所示,结合两个这样的网络产生两个输出,它们之间的相移恒定为90°(相对于频率)。

WTA的传递函数为I(OUT) = 8V(IN)/Z,其中“8”为内部常数,Z为增益设置阻抗。大多数跨导放大器应用需要一个电阻Z,但WTA有一个不寻常的能力,可以合成全通功能:它可以让你连接一个电感,一个电容器,或任何其他阻抗网络的Z。V(OUT) = I(OUT)Z(OUT),所以电压放大的传递函数是V(OUT)/V(IN) = 8(Z(OUT)/Z)。单位增益要求Z = 8Z(OUT),如图所示。

全通电路结合了一个电阻- z WTA (IC1)和一个电容- z WTA (IC2)。在低频时,电路的输出电流由IC1控制,因为C1的高阻抗从IC2产生低I(OUT)。上升的频率降低了这个阻抗,导致来自IC2的电流在高频处占主导地位。此外,IC2反相而IC1不反相,这提供了直流时非反相单位增益和高频时反相单位增益的预期效果。

全通网络广泛应用于通信和信号处理领域。一个例子是使用90°相移网络(带混频器)来产生单边带信号。在图1中,两个全通电路的转角频率(由输出RC网络决定)相差7.5倍。结果是输出相位差在很宽的频率范围内保持接近90°。

这种全通性能可以用两种方式来说明。网络响应(图2)在180kHz至740kHz范围内的振幅变化为0.2dB,相位差为90°±7°,范围为4:1。示波器的XY显示提供了另一种评估90°偏差的方法:恒定的90°产生一个圆,相位偏差导致迹线变厚,如图所示图3。这张照片表示从100kHz到800kHz的输入频率扫描。


图2。图1的网络响应显示,在180kHz至740kHz范围内,相位偏差为±7°,幅度偏差为0.2dB。


图3。示波器的XY显示为图1电路提供了另一种性能测量(均匀厚度的完美圆表示恒定的90°相移)。

这篇文章的类似版本出现在经济日报杂志。

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