[发明专利]基于开关调制的压控电压源型跟踪滤波电路及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电子技术领域的电路，具体涉及基于开关调制的压控电压源型跟踪滤波电路及其设计方法。

背景技术

滤波电路在实际中应用非常广泛，在许多测控电路中，被测信号的中心频率f0在很宽的频带内变化，要求测量电路在很窄的f₀±Δf频带内提取测量信号。在这种情况下，采用普通滤波电路无法获得所需的测量信号，而利用中心频率自动可调的跟踪滤波电路可以有效地解决这个问题。

实现跟踪滤波电路的方法有多种，如压控跟踪滤波电路、变频跟踪滤波电路等。在压控跟踪滤波电路中，压控电压与中心频率之间的线性关系一般不理想，一般需要通过闭环系统将滤波电路中心频率锁定在信号中心频率，从而实现跟踪滤波；变频跟踪滤波电路结构复杂，对噪声的抑制往往要通过晶体滤波器来实现。

在实践中，可以通过电子元器件自行设计跟踪滤波电路，也可直接在市场中购买具有跟踪滤波功能的集成芯片来实现相应的滤波功能。由于具有跟踪滤波功能的集成芯片价格较高、工作模式固定等，限制了集成芯片的应用。

本发明提供一种新的实现跟踪滤波的电路及其设计方法，它具有成本低、容易实现的特点。

发明内容

本发明包括电路形式和与之相配的电路设计方法。本发明电路如图1所示，该电路在多重反馈带通滤波电路中嵌接了两个模拟电子开关S1和S2。开关S1和S2可以通过在控制端K加入控制信号来控制其打开或闭合。在本发明中，假定在K端接逻辑高电平，开关S1、S2闭合，而在K端接逻辑低电平，开关S1、S2断开。

根据本发明的一个方面，提供一种基于开关调制的压控电压源型跟踪滤波电路，包括运放、滤波电路输入端、滤波电路输出端，还包括模拟电子开关S1、模拟电子开关S2、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄、电阻R₅、电容C₁、电容C₂、控制端K，其中：

串接的电阻R₂、模拟电子开关S1、电容C₂依次连接在运放输出端至同相输入端之间的第一反馈电路中，电阻R₄连接在运放输出端至反相输入端之间的第二反馈电路中，运放的输出端作为滤波电路输出端，运放的反相输入端通过电阻R₅接地，运放的同相输入端通过串接的模拟电子开关S2和电阻R₃接地，滤波电路输入端与模拟电子开关S1连接电阻R₂的一端之间连接有电阻R₁，模拟电子开关S1连接电容C₂的一端通过电容C₁接地；

控制端K分别连接模拟电子开关S1、模拟电子开关S2，用于控制模拟电子开关S1、模拟电子开关S2的开闭状态，模拟电子开关S1和模拟电子开关S2的开闭状态保持一致。

根据本发明的另一个方面，还提供一种权利要求1所述的基于开关调制的压控电压源型跟踪滤波电路的设计方法，包括如下步骤：

步骤1：选定参数n，确定全导通频率f_T、全导通角频率ω_T，全导通频率决定了电路的工作范围；

步骤2：根据被滤波信号频率f确定脉宽调制控制信号的周期T，其中，脉宽调制控制信号的周期其中导通时间为

步骤3：确定运放的型号，确定各电容和各电阻值，使满足