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采用接地无源元件的CCII基通用电流模式滤波器

    第二代电流传送器(CCII)广泛应用于实现滤波器、振荡器、仿真感应器等。CCII具有功能灵活的特点。

    电流模式滤波器比电压模式滤波器有更好的线性度,功耗更低,更宽的带宽,更大的动态范围。

    有的把不同的电路转换规则用到运放基滤波器,实现电流模式滤波器;也有的用电流反馈放大器,实现有源RC电流模式滤波器;大量的电路是基于电流传送器实现通用2阶电流模式滤波器。本文所描述的通用电流级联模拟滤波器,可以同时实现低通、带通和高通特性。此滤波器互连相关输出电流,也可以实现陷波和全通特性。本文介绍的滤波器采用5个1输出CCII(3端口CCII),其中3个是正号型CCII(CCII+)、2个是负号型CCII(CCII-)。因此,用商业有源器件(AD844)很容易建造这种滤波器。

    滤波器实现低通、带通和高通响应不需要有源和无源元件配合,仅用接地无源元件。因此,非常容易在IC中实现。此滤波器不需要另外有源和无源元件来给出高输出阻抗响应。不过,此滤波器对于陷波和全通响应需要无源元件配合。此滤波器的响应频率(w0)和品质因(Q)可任意调节。

    CCII是3端口有源器件,端口电压和电流关系用如下矩阵方程表示:

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    其中α和β分别为频率依赖的非理想电流和电压增值。这些增益理想值为1。α的符号代表CCII类型,+α意味着CCII+、-α意味着CCII-。电流传递是所有电流流入CCII。图1示出滤波的电路。滤波器传递函数为:

    上式中的分母D(S),增益K1、K2、K3,参量ω0。和Q由下式给出:

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    当K1=K2=K3时,互连相关输出电流也可得到陷波响应(INH=ILP+IHP)和全通响应(IAP=ILP+IBP+IHP)。

    在非理想增益情况下,方程(2)和方程(3)中D(S)变为:

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    另外,用两个CCII+可以实现CCII-(图2)

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    用AD844模拟图1所示滤波器(电源电压±15V)。用1个和2个AD844构建CCII+和CCII-。选择无源元件值:R1=R2=R3=R4=R5=1KΩ C1=C2=C3=1μF,计算Q和f0参量分别为1和159.15KHz

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    图3给出滤波器低通、带通和高通响应的理论和模拟结果。图4示出滤波器的时域性能(理论和模拟曲线).

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