1 频率可调谐多功能电流模式滤波器的设计
1.1 MOCCCⅡ器件的简介
理想MOCCCⅡ的Y端和Z端阻抗为无穷大,其电路符号如图1所示,端口特性如下:
式中:RX是X端的寄生电阻,其值为:RX=VT/(2IB);VT为热电压,在常温(T=300 K)下,VT△26 mV;IB为偏置电流,控制寄生电阻RX实现电可调性。
1.2 OTA器件的简介
OTA因其跨导增益便于调节,线性控制范围宽,电路结构简单便于集成的优点,颇受重视,应用范围很广。
OTA的符号如图2所示,在理想情况下,输入输出阻抗趋于无穷大,图3为其理想模型。Vi+为同相输入端,Vi-为反相输入端,Io是输出电流,IB是偏置电流。
OTA的传输特性为:
式中:Vid是差模输入电压;Gm是跨导增益。在常温小信号下有:Gm=19.2IB。
2 提出的电路
2.1 电路原理
新的二阶多功能滤波器如图4所示。
多功能电流模式滤波器根据各MOCCCⅡ的理想端口特性,以及电路结构,可以得出电路各输出端口的传输函数:
2.2 电路功能分析
选取不同的输入端,在不同的输出端可以获得不同的滤波功能,而且将不同的输出端进行组合也可以得到不同的滤波功能,真正地实现了多功能。具体实现如下:
(1)当选取Ii3=Ii,Ii1=0时,输出端Io3可以实现全通功能:
(2)当选取Ii1=Ii3=Ii,Ii2=0时,输出端Io2可以实现低通功能,Io1实现带通功能,组合Io3与Io1实现带阻功能:
(3)当选取Ii3=-Ii1=Ii,Ii2=0时,组合3个输出端可以实现高通功能:
可见,滤波器的特征频率ωo可以通过电容C进行独立调节。
2.3 灵敏度的分析
由ωo以及Q的式子,根据对数灵敏度的定义SXY=X/Y·eY/eX,可以求出特征频率ωo和品质因数Q相对电阻RX1,RX2和电容C1,C2的灵敏度,如表1所示。显然,该电路具有很低的灵敏度。