[发明专利]通用滤波器

说明书

众所周知对于所有类型的滤波器，尤其是有源滤波器诸如低通、高通、带通、带阻（陷滤滤波器）、全通等等，要尽可能使电路简化。然而，某些时候会有必要用单一的电路实现所有上述列举的滤波器及一般滤波器的功能，按照带有任意滤波器系数d₀、d₁、d₂、C₀、C₁和C₂这样的二阶滤波器传递函数的一般形式

A (P) = do+d1P + d2 P 2C o+C 1P + C 2 P 2 ]]>

这样的滤波器称为通用滤波器且有源滤波器。

从“半导体电路技术”（semiconductor    circuit    technology）第九修订版U.Tietze，Ch.Schenk    Springercerlag    1989，444页，图14.42。一文中有一种通用滤波器的电路实例。在这种电路中各系数可以彼此独立地单独调节，因为每个系数仅依赖于一个电路元件。

此外，上面列出的资料指出带有可调参数的滤波器用在谐振频率、品质因数和谐振频率的放大系数可以彼此独立调整的电路当中。

这种通用滤波器的优点特别是在工作时依据何种输出被使用，用作为选频滤波器、带阻滤波器或陷波器、作为低通和/或高通、或作为高通、依据单个电路元件的大小可确定滤波器类型及滤波器特性也可以被改变。更进一步，在给定滤波器类型时截止频率放大系数也可以彼此独立地被调整（变化）。

即使在作带通或带阻工作时谐振频率、放大因数、和品质因数可以分别加以调整不产生任何彼此间的影响。

通用滤波器可以集成电路的形式实现，人们仅需要外接几个电阻器确定滤波器的类型及极限频率。

但是，从上面提及的资料得知的电路有个缺点，它仍需用相当多的电路元件制成，这些元件集成在半导体电路中是困难的，因而造价昂贵。

所以本发明的目的是形成一种具有简单而经济的电路设计的通用滤波器。

Tietze-Schenk有源通用滤波器，444页（图1）需要10电阻、2个电容器、及4个运算放大器，而本发明的电路仅需要两个跨导放大器、4个电容器、一个电压跟随器、及一个放大系数为k的放大器K。因此，电路费用显著减少。

尤其是，依照本发明通用滤波器构成的带通滤波器或带阻滤波器可以以特殊的方式构成，它们可按照需要对中心频率、品质因数、陡沿和放大量等等加以调整。

下面，本发明附图所描述的几个实施加以较详细的说明，这些附图是：

图1二阶带独立可调系数的通用滤波器（现有技术），

图2是本发明的通用滤波器，

图3a为图2的通用滤波器连接成带阻滤波器或陷波器，

图3b为图3a带阻滤波器随变量m与k变化的频率响应曲线，

图4a为图2通用滤波器连成的带通滤波器，

图4b为图4a带通滤波器m及gm1与gm2的比值变化的频率响应，

图5为图2通用滤波器用于低通线路，

图6为图2通用滤波器用于高通，

图7为图2的通用滤波器线路用于全通，

图8带有独立可调参数的通用滤波器（现有技术）。