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基于电位器或DAC实现的可变频高斜率滤波器

时间:2022-08-15 09:35:28 | 作者:火狐体育登录官网 | 来源:火狐体育投注官网

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  当我们需要同时重新调谐多个相同的滤波器时也是这样。这些多组电位器非常昂贵,而且很难找到。另外一个问题是它们的群误差,在实际使用中大约有3dB的误差。这些电位器的体积通常也很大。另外,电位器磨损会产生“杂音(zipper)”噪声。

  实现这些滤波器的另外一种方法是使用有源元件代替可变无源元件。最合适的元件是压控放大器--VCA。VCA电路的变量是增益,它会根据外部控制电压发生变化。

  输入电压Vin通过电阻R转换成输入电流Iin.VC是调制增益的控制电压。VCA控制增益的过程是:将输入电流信号转换成双极性对数电压,再与直流控制电压VC相加,然后将加起来的和电压通过反对数电路重新转换回电流。VCA输出电流Iout通过基于运放的I-V转换成电压Vout,如图1所示,其中的转换比取决于输出和反相输入之间连接的反馈电阻。经过VCA和输出运放的信号路径是同相的,因为VCA是反相的。如果VC引脚接到地,那么输出电流将等于输入电流。

  这种滤波器的截止频率很多时候是因为调整了电阻RS而改变的。如果前面的电路中使用压控放大器,滤波器原理图将变成如下所示:

  这是典型的一阶低通滤波器,但截止频率取决于VCA增益。如果增益是1,VCA的行为如同短路一样,截止频率仅取决于Rs和Cs值。如果增益大于1,VCA相当于一个负电阻(截止频率提高)。如果增益小于1,VCA相当于一个电阻(截止频率下降)。

  如果我们想用VCA同时控制低通和高通滤波器,最好是使用状态变量滤波器(图6)。状态变量滤波器由积分器(OA2)与和/差放大器(OA1)组成。来自所有级电路的信号都用于反馈。这些滤波器具有较低的元件值敏感性,设计很简单。