[其他]通用阻抗變換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86205529
• 申請日: 1986-08-01
• 公開（公告）號: CN86205529U
• 公開（公告）日: 1987-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于志平
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢地質(zhì)學(xué)院
• 主分類號: H03H11/46
• 分類號: H03H11/46
• 代理公司: 武漢地質(zhì)學(xué)院專利事務(wù)所
• 代理人: 任有福

本實用新型是一種通用阻抗變換器電路。

通用阻抗變換器（Generalized????Impedance????Converter，簡稱GIC）是用于有源濾波中的一種元件，它可以構(gòu)成回轉(zhuǎn)器、模擬電感、頻率相關(guān)負電阻（Frequency????Dependent????Negative????Re－sistor，簡稱FDNR）等。

通常的GIC電路是由兩只運算放大器和五只阻容元件組成的，如美國專利3573647、4074215以及其它文獻介紹的一些GIC電路，因受到一般運算放大器非理想特性，即增益有限，輸入電阻有限，帶寬有限，輸出電阻非零等的限制，很難獲得高Q值和高頻特性。

本實用新型給出了用兩只差動放大器和五只阻容元件組成的一種新的GIC電路，該電路對兩只差動放大器性能要求不高，通過對電阻元件的調(diào)配，可使構(gòu)成的模擬電感和FDNR達到很高的Q值，此外該電路還能由少量的雙極型或場效應(yīng)晶體管分立元件實現(xiàn)，從而獲得很高的工作頻率。

附圖1為本實用新型的電原理圖。

附圖2為本實用新型用作高Q值模擬電感濾波器的一個實施例。

附圖3為本實用新型用作高Q值FDNR濾波器的一個實施例。

本電路由差動放大器A₁、A₂和五只阻容元件Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z₅組成，其特征是A₁的反相輸入端與a端之間由阻容元件Z₁相連，其同相輸入端與公共地線b端之間由阻容元件Z₄相連，此外，A₁的同相輸入端和反相輸入端分別與A₁的輸出端接有電阻元件Z₃和Z₂；A₂接成電壓跟隨形式，其同相輸入端與a端相連，其反相輸入端與輸出端相連并通過阻容元件Z₅與A₁的同相輸入端相連。

若A₁和A₂是理想的差動運算放大器，在Z₁Z₃＝Z₂Z₄的情況下，附圖1中a、b端的輸入阻抗為：

Z_in＝ (Z₁Z₄)/(Z₅)

（1）當Z₁、Z₂、Z₃、Z₄為電阻元件時，該電路構(gòu)成一個回轉(zhuǎn)器；

（2）當Z₁、Z₂、Z₃、Z₄為電阻元件，Z₅為電容元件時，a、b端等效為一個接地的模擬電感；

（3）當Z₂、Z₃、Z₅為電阻元件，Z₁和Z₄為電容元件時，a、b端等效為一個接地的FDNR。

本實用新型實施為高Q值的模擬電感和FDNR的要點在于調(diào)配電阻元件Z₂或Z₃的阻值，它能補償因差動放大器非理想特性以及電容元件的損耗等因素而導(dǎo)致Q值的降低，因此，A₁和A₂即使采用普通增益或低增益的差動放大器，也能獲得很高的Q值。

本實用新型在高頻情況下的實施方法是用簡單的雙極型或場效應(yīng)晶體管差動放大器代替A₁，用雙極型或場效應(yīng)晶體管射極或源極電壓跟隨器代替A₂，調(diào)配Z₂或Z₃的阻值，可使這種簡單的分立元件組成的GIC電路勝任幾百KHZ至2MHZ以上的工作頻率，Q值也在200以上，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中因運算放大器有限帶寬而無法工作于高頻的缺陷。

附圖2為實用新型的模擬電感構(gòu)成二階高通濾波器的一個實施例，在頻率3400HZ附近，用高增益運算放大器，Q值可達8000以上，用低增益或中增益運算放大器，Q值也可達1000以上。

附圖3為本實用新型用作高Q值FDNR構(gòu)成二階低通濾波器的一個實施例，在頻率7200HZ附近，用高增益運算放大器，Q值可達7000以上，用低增益或中增益運算放大器，Q值也可達1000以上。

本通用阻抗變換器電路可廣泛用于信號處理、通訊、儀器儀表等領(lǐng)域中用模擬電感取代無源電感的場合以及各種濾波環(huán)節(jié)等。