一站式电子元器件采购平台

华强商城公众号

一站式电子元器件采购平台

元器件移动商城,随时随地采购

华强商城M站

元器件移动商城,随时随地采购

半导体行业观察第一站!

芯八哥公众号

半导体行业观察第一站!

专注电子产业链,坚持深度原创

华强微电子公众号

专注电子产业链,
坚持深度原创

电子元器件原材料采购信息平台

华强电子网公众号

电子元器件原材料采购
信息平台

带合成电感的三阶高通滤波器

来源:analog 发布时间:2023-10-19

摘要: 电感器作为滤波器 组件有着不好的名声——它们不仅传输EMI,它们也作为接收EMI的天线 。为了避免 这些问题,您可以通过两个工作 跨导放大器(OTAs)和一个电容器 (图1)的组合来模拟 电感的阻抗。该电路充当合成电感 (LSYN),一端连接到地。

电感器作为滤波器 组件有着不好的名声——它们不仅传输EMI,它们也作为接收EMI的天线 。为了避免 这些问题,您可以通过两个工作 跨导放大器(OTAs)和一个电容器 (图1)的组合来模拟 电感的阻抗。该电路充当合成电感 (LSYN),一端连接到地。


图1所示 这个单端口网络模拟了一个电感 两个操作跨导放大器和一个 电容器。

通过在LSYN上施加电流并测量 产生的电压,可以确定等效 阻抗Z(EQ):


因此,等效电感为:


这种单端口网络清楚地提供了 电感器的频率比例阻抗, 以及优点和局限性:如果gm1*gm2<<1、但 网络的一端必须始终连接到 接地。高通,全极梯形滤波器使良好的 应用,因为所有的电感连接到 地。必须用两个ota和一个电容器 代替每个ota和一个电容器,因此您应该选择具有最少 电感器数量的 配置。

为了节省成本,您的设计应在滤波器的两端各有一个 串联电容器,其中 模拟电感充当它们之间的分流器 (图2)。输入电容器阻挡任何施加到滤波器的直流 ,输出电容器阻挡 合成电感引入的任何直流偏置。尽管过滤器是用有源 组件构造的,但它保留了 无源过滤器的一些优点。


图2 这个简单的阶梯滤波器是 模拟电感器的一个很好的应用,它必须有一端 连接到地。

在实际电路中(图3),C2和C3是 旁路电容,C2是模拟的 电感的一部分。每个OTA的跨导由外部电阻(R1或R3)根据 关系gm = 8/R设置 。因为模拟的 电感取决于这些 跨导的乘积,所以看起来每个都有 范围的选择。但是对于给定应用程序的最佳电路 通过 允许每个 OTA的全范围输出摆幅来限制gm值。


图3 将图1的模拟电感代入图2的梯形滤波器 ,构造一个三阶巴特沃斯高通滤波器。由于源和负载阻抗,滤波器具有3.2kHz角频率和-6dB损耗。

为了确定这些最佳的gm值,从 等跨导开始,并在 Spice中使用放大器的“g”元素模拟滤波器。而 扫频率至少十年以上 和低于过滤器?s角频率,观察 每个OTA输出的电压峰值幅度 (两个峰值可能出现在不同的频率)。

在合成电感器的端口(IC2的引脚13), 峰值是滤波器要求的,不能 改变;一个真正的电感会产生同样的 峰值。因此,调整其他峰值以匹配。设 K等于gm2和gm1的比值。增益 与跨导成正比,因此将gm1除以 K并将gm2乘以K。最后,使用这些新的gm值重新运行Spice 模拟,以验证 峰值是相等的,滤波器形状没有 改变。

该滤波器的最大衰减为 58。由于合成电感的Q 受其串联电阻的影响,在 较低频率处斜率减小。(类似1。25mH电感也具有53欧姆左右的可观电阻。)例如,在10Hz时,理想滤波器的 衰减为-90dB。对于这个 电路,衰减为-80dB。


图4 图3滤波器的最大衰减为 58。每十年6dB。

声明:本文观点仅代表作者本人,不代表华强商城的观点和立场。如有侵权或者其他问题,请联系本站修改或删除。

社群二维码

关注“华强商城“微信公众号

调查问卷

请问您是:

您希望看到什么内容: