[發明專利]基于開關調制的壓控電壓源型跟蹤濾波電路及其設計方法

有效

• 申請號: 201310069725.1
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103199819A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 田社平;李偉;郭夏夏
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H03H11/02
• 分類號: H03H11/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種電子技術領域的電路，具體涉及基于開關調制的壓控電壓源型跟蹤濾波電路及其設計方法。

背景技術

濾波電路在實際中應用非常廣泛，在許多測控電路中，被測信號的中心頻率f0在很寬的頻帶內變化，要求測量電路在很窄的f₀±Δf頻帶內提取測量信號。在這種情況下，采用普通濾波電路無法獲得所需的測量信號，而利用中心頻率自動可調的跟蹤濾波電路可以有效地解決這個問題。

實現跟蹤濾波電路的方法有多種，如壓控跟蹤濾波電路、變頻跟蹤濾波電路等。在壓控跟蹤濾波電路中，壓控電壓與中心頻率之間的線性關系一般不理想，一般需要通過閉環系統將濾波電路中心頻率鎖定在信號中心頻率，從而實現跟蹤濾波；變頻跟蹤濾波電路結構復雜，對噪聲的抑制往往要通過晶體濾波器來實現。

在實踐中，可以通過電子元器件自行設計跟蹤濾波電路，也可直接在市場中購買具有跟蹤濾波功能的集成芯片來實現相應的濾波功能。由于具有跟蹤濾波功能的集成芯片價格較高、工作模式固定等，限制了集成芯片的應用。

本發明提供一種新的實現跟蹤濾波的電路及其設計方法，它具有成本低、容易實現的特點。

發明內容

本發明包括電路形式和與之相配的電路設計方法。本發明電路如圖1所示，該電路在多重反饋帶通濾波電路中嵌接了兩個模擬電子開關S1和S2。開關S1和S2可以通過在控制端K加入控制信號來控制其打開或閉合。在本發明中，假定在K端接邏輯高電平，開關S1、S2閉合，而在K端接邏輯低電平，開關S1、S2斷開。

根據本發明的一個方面，提供一種基于開關調制的壓控電壓源型跟蹤濾波電路，包括運放、濾波電路輸入端、濾波電路輸出端，還包括模擬電子開關S1、模擬電子開關S2、電阻R₁、電阻R₂、電阻R₃、電阻R₄、電阻R₅、電容C₁、電容C₂、控制端K，其中：

串接的電阻R₂、模擬電子開關S1、電容C₂依次連接在運放輸出端至同相輸入端之間的第一反饋電路中，電阻R₄連接在運放輸出端至反相輸入端之間的第二反饋電路中，運放的輸出端作為濾波電路輸出端，運放的反相輸入端通過電阻R₅接地，運放的同相輸入端通過串接的模擬電子開關S2和電阻R₃接地，濾波電路輸入端與模擬電子開關S1連接電阻R₂的一端之間連接有電阻R₁，模擬電子開關S1連接電容C₂的一端通過電容C₁接地；

控制端K分別連接模擬電子開關S1、模擬電子開關S2，用于控制模擬電子開關S1、模擬電子開關S2的開閉狀態，模擬電子開關S1和模擬電子開關S2的開閉狀態保持一致。

根據本發明的另一個方面，還提供一種權利要求1所述的基于開關調制的壓控電壓源型跟蹤濾波電路的設計方法，包括如下步驟：

步驟1：選定參數n，確定全導通頻率f_T、全導通角頻率ω_T，全導通頻率決定了電路的工作范圍；

步驟2：根據被濾波信號頻率f確定脈寬調制控制信號的周期T，其中，脈寬調制控制信號的周期其中導通時間為

步驟3：確定運放的型號，確定各電容和各電阻值，使滿足