[发明专利]超宽频带的90°有源电桥

说明书

技术领域

本发明涉及具有宽频带范围内移相功能的电桥，具体地说，涉及超宽频带的90°有源电桥。

背景技术

目前可以实现宽频带范围内移相功能的电桥基本都是无源的，性能比较好的也只能达到0.5MHZ-30MHz的带宽范围，对于接近零频至0.5MHZ范围内的基带信号以及更高频段的基带信号其移相性能较差，对于接近零频的信号相移效果非常差，不能达到90°，且无法将应用的频带范围做的更大，也不能实现放大功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种超宽频带的90°有源电桥，以克服目前具有移相功能的无源电桥频带范围受限、接近零频的信号相移不能达到稳定的90°的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超宽频带的90°有源电桥，包括：2ⁿ级级联的全通滤波器构成的第一全通滤波网络；和2ⁿ级级联的全通滤波器构成的第二全通滤波网络；其中第一全通滤波网络的第i级与第二全通滤波网络的第2ⁿ-i+1级的角频率乘积为一定值；n为正整数，i＝1，2，......2ⁿ。

所述第一全通滤波网络和第二全通滤波网络的每一级全通滤波器中的电阻值、电容值根据以下方式确定：根据ω＝1/(RC)，以及一级全通网络相移90°时的频率值计算公式：f＝1/(2πRC)时，算出每级网络的电阻值、电容值的乘积；根据电容、电阻序列值计算出每一级全通滤波器中的电阻值、电容值；其中R表示电阻，C表示电容，ω表示模拟角频率。

该超宽频带的90°有源电桥还包括：加法器，该加法器的反相输入端分别与两个全通滤波网络的输出相连接，该加法器的输出端通过负载与反相输入端相连接；减法器，该减法器的同相输入端连接所述第二全通滤波网络的输出，该减法器的反相输入端分别连接所述第一全通滤波网络的输出与减法器的输出端。

所述加法器的输出端与所述第一全通滤波网络的输出之间连有串联的第一电阻和第二电阻，该第一电阻设在第一全通滤波网络的输出和所述加法器的反相输入端之间；所述加法器的反相输入端与所述第一全通滤波网络的输出之间连有第三电阻，所述第一电阻与第三电阻的阻值相等。

所述第二电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的K₁倍，其中K₁为放大系数。

所述减法器的输出端与所述第一全通滤波网络的输出之间连有串联的第四电阻和第五电阻，该第四电阻设在第一全通滤波网络的输出和所述减法器的反相输入端之间；所述减法器的同相输入端与所述第二全通滤波网络的输出之间连有第六电阻，所述减法器的同相输入端有一个接地负载，所述第五电阻是所述第四电阻阻值的K₂倍，接地负载是第六电阻阻值的K₃倍，其中K₂与K₃为放大系数。所述K₁、K₂、K₃值相等。

本发明的上述超宽频带的90°有源电桥用于在基带信号的宽频带范围内对信号进行稳定的90°移相，其相位误差范围小于1°，并可对移相后的两路信号进行加、减法以及增益放大，可以很好的应用到接近零频的基带宽频信号的单边带输出，同时还可以对微弱信号进行100倍的增益放大；而且在实现增益放大的同时其相位误差范围也仍在2°范围内，而对于1KHZ-30MHZ范围内相位误差仍在1°范围内。也就是说，本发明的超宽频带的90°有源电桥与目前的无源电桥相比，相位误差小，相移更稳定，带宽范围更宽；同时可以对微弱信号进行高增益的放大。

附图说明

图1是本发明的超宽频带的90°有源电桥的结构示意图；

图2与图3是图1中的基于运算放大器的加法器和减法器原理图；

图4分别是A、B两个网络输出端相位曲线图；

图5是A、B两网络的相位差曲线图；

图6是在A、B网络输出端接入加法器、减法器后的相位差曲线图；

图7是本发明的超宽频带的90°有源电桥的整个设计原理图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例详细描述本发明。