开关电容滤波器的分析——计及运算放大器的有限增益带宽乘积

本文就常见的开关电容滤波器(以下简称SCF)在考虑运算放大器的有限增益带宽乘积(GB)时给出了一般的分析方法,该方法易于在计算机上实现,适合于分析高阶SCF 电路.最后,以具有同一理想传递函数但不同结构的两个带通滤波器作为例子,给出了程序的求解结果.     

开关电容跟踪滤波器

讨论了用开关电容滤波器(SCF)在宽频率范围内实现跟踪滤波的可行性。以一个 SCF 二阶节为例进行了理论分析和实验验证,在20Hz～20kHz 的频率范围内实现了自动跟踪滤波。     

不受杂散电容影响的开关电容滤波器设计方法的探讨

本文提出了用开关电容(SC)积木块电路 OFR 和 TSI 模似电阻 R 时的表达式,详细分析了在特定条件下模拟电容的情况,并通过定量分析确认只有 Bi 变换和 LDI 变换是可取的。在此基础上,作者提出了四种一阶高精度开关电容滤波器(SCF)的新电路,并对 Laker 等人提出的开关电容双二次电路进行了有益的修正。     

用基本功能块分析开关电容滤波器

本文给出了用四个基本功能块直接在Z域分析开关电容滤波器(简称为SCF)的方法。它能够分析SCF的频率响应和灵敏度。与其它方法比较,本方法节省较多的贮存空间和CPU时间。     

用信号流图分析有源开关电容滤波器

本文讨论了用基本开关电容(SC)电路的Z域传输导纳,建立有源开关电容滤波器(SCF)等效Z域模型的方法。归纳出直接由有源SCF画出信号流图的规则。基于获得的信号流图,用Mason公式分析了几个实例。结果表明,用本文提出的信号流图法,可非常方便地求得有源SCF的传递特性。     

用Z域信号流图设计开关电容滤波器

采用配方原理将双二次函数分解为Z域信号流图(SFG),进而设计开关电容滤波器(SCF)。所设计的SCF对杂散电容是不敏感的。用实验验证了这种方法的正确性。     

高频开关电容滤波器的设计与实现

本文探讨了影响开关电容滤波器(SCF)高频应用的主要问题,并介绍了解决这些问题实现高频 SCF 的几种设计与实现的方法,同时指出了各种方法的优点与局限性.最后,提出本课题的研究发展方向.     

双线性SC跳耦滤波器的设计

跳耦结构是实现高阶有源 SC(开关电容)滤波器的最佳选择,是实际应用最广泛的一种结构.预补偿法使双线性变换的理论优点与 LDI 结构的实际优点相结合,设计出集成电路制造所欢迎的双线性跳耦滤波器.本文介绍另一种预补偿法,能获得同样的结果,但源端不需用双线性积分器而可用 LDI 积分器.以3阶考尔低通滤波器为例详细说明设计过程.     

运用框图设计低灵敏度双线性开关电容滤波器(SCF)

本文借助于双线性变换式和LDI变换式之间关系,运用信号框图的变换方法,给出了一种新的系统的设计方法,使所设计的梯形SCF,既具有对分布电容灵敏度低的LDI结构,又精确地实现双线性传递函数。     

开关电容滤波器设计与仿真方法的研究

为解决开关电容滤波器不能直接应用传统的电路分析程序和仿真方法的设计问题,提出了将开关电容网络的时变拓扑,变换为时不变拓扑,再对时不变网络进行分析的方法.建立了开关电容模拟电阻的z域模型,应用电阻替代方法,设计了二阶开关电容滤波器电路.将二阶开关电容滤波器级联,给出了8阶切比雪夫低通开关电容滤波器的设计与仿真实例,并给出了实现低Q值开关电容滤波器模型的SPICE程序.仿真结果显示,开关电容滤波器与有源低通滤波器的输出特性曲线相一致,满足切比雪夫低通滤波器的设计要求.该滤波器设计方法原理简明,建立模型容易,给出的开关电容模拟电阻的SPICE模型也非常理想,适合于高通、带通、陷波等各种滤波器的设计与仿真.     

特性可调开关电容集成滤波器

近年来,适合于集成的开关电容滤波器(SCF)和有源RC连续时间滤波器的研究引起了人们的兴趣.这两种滤波器的转折频率或中心频率能由调节外部时钟或偏置决定.但通常SCF和有源RC连续时间滤波器的通带特性一经设计即告确定,很难随使用者的要求而改变.这使得集成化滤波器难以用于自适应和某些信号处理中需要时变滤波的场合.虽然现代工艺技术已有能力实现实时数字滤波器,以适应特性可调,但这种电路不仅规模大,集成度高,而且对大量面临的模拟信号,还需配置A/D和D/A作接口,因此成本较高.     

双二阶开关电容滤波器的灵敏度研究

分析了双二阶开关电容滤波器(SCF)特征角频率ω_0和品质因数Q的灵敏度,以高Q带通滤波器为例,计算了SC支路按不同方向转移的三种不同电路以及单位电容改变时的S_x~ω_0和S_x~Q,并给出了计算机仿真结果。结果表明,ω_0和Q的灵敏度可精确地用各支路电容解析表达,其值只取决于各支路电容比而与电容值无关,当支路增益转移时,其灵敏度相应转置。     

开关电容滤波器运放有限增益效应补偿

本文提出了运放增益为有限值时的SC电导和SC阻抗模型,用它们分析了运放有限增益对双二阶开关电容滤波器(SCF)性能的影响。提出了降低负反馈以补偿这些影响的原理及实现方法。该方法简明直观,不需要增加运放,可达到完全补偿,且适用于其它开关电容网络(SCN)的有限增益补偿。     

大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计

针对大容量变频调速装置中LC滤波器设计困难的问题,提出了特定消谐脉冲宽度调制(SHE-PWM)的逆变器优化控制方案。以三电平中点箝位(NPC)逆变器为研究对象,采用分段同步SHE-PWM保证整个调速范围内LC滤波器的谐振抑制问题,并给出了LC谐振频率的设计方法。采用此方法可以使大容量开关器件工作在较低的开关频率下。分析了LC滤波器对逆变器输出电流和机端电压的影响及滤波电容与电机之间的自激等问题,并据此提出了电抗参数和电容参数的具体设计原则和方法。在一台基于三电平NPC逆变器的6kV变频调速装置上的试验结果验证了所提方法的有效性。     

基于扫频原理的自适应滤波电路设计

设计了一种自适应滤波电路,该电路主要由中心频率可调带通滤波器组成。论文详细给出了基于数字信号控制器(DSC)、开关电容滤波器的实现方案。实验结果表明,该电路在200⁸00Hz的频带内具有良好的动态带通滤波功能,并在扫频型输电线路参数测量中得到了应用。     

基于FPU的高速卡尔曼滤波器公式推导法硬件设计

基于卡尔曼滤波器的传统硬件实现方式, 根据滤波模型和矩阵运算, 将滤波公式进行推导和化简, 然后利用“自底向上”的设计思路, 设计滤波公式需要的底层FPU (float point unit), 从而实现整个卡尔曼滤波系统。以这种方法设计的卡尔曼滤波器, 不仅摆脱了传统实现方式对于平台的依赖性, 增加了系统的可移植性和应用范围, 并且滤波速度比传统矩阵运算法有明显提升。对于匀加速滤波模型, 给出公式推导法和矩阵运算法的详细数据对比, 采用该方法设计的卡尔曼滤波器, 滤波精度保持原来的水平, 滤波速度提升为传统矩阵运算法的2.1 倍。     

基于LMF100的自动跟踪带通滤波器的设计与实现

开关电容滤波器较其他滤波器更易实现对信号频率的跟踪滤波.采用LMF100开关电容滤波器芯片和锁相环电路MC14046,研究与设计了一种简单实用的自动跟踪带通滤波器.该滤波器是一个四阶的由LMF100中两节工作模式1的二阶带通滤波器级联构成,使用MC14046锁相环和双BCD同步加计数器MC14518对输入信号产生100或50倍频脉冲作为LMF100的时钟,实现带通滤波器中心频率的自动跟踪.实验结果表明,该滤波器取得了较好的跟踪滤波效果.     

一种新型的滤波器——开关电容滤波器

开关电容滤波器是70年代初提出来的。现在,已引起了人们广泛的重视,它的理论分析、设计方法和单片电路实现都已取得了很多重要成果。本文看重介绍开关电容电路的基本原理和几个开关电容滤波器的实例,以及一种高阶开关电容滤波器的设计方法。     

开关电容滤波器的优化设计

本文介绍一种开关电容滤波器(下称SC滤波器)的优化设计方法。这种方法选择双二次两阶SC滤波器(Biquads)为基本电路块(Building Block),而所需阶数的SC滤波器由若干基本电路块级联而成。(若所需阶数为奇数,则可再加一级一阶滤波器。)用这一方法所设计的SC滤波器既满足所要求的传递函数,又能使电容元件在集成电路芯片上所占的面积最小。这一设计方法所选的目标函数不是设计可调参数的显式解析函数,因此采用“平行拟共轭方向”的优化算法来获得目标函数的极小,因为该算法不需要计算目标函数的导函数,而只需计算目标函数本身。     

基于LCL滤波的PWM整流器新型控制策略

针对LCL滤波器存在的谐振问题,提出一种基于固定开关频率控制的LCL滤波PWM整流器控制策略.利用系统延时和固定开关频率控制本身的阻尼,通过调节PI调节器的采样时间实现系统稳定,采用简化电容传感器设计,优化系统结构.仿真实验及结果分析表明,系统动态性能良好,网侧电流谐波明显减少,滤波器产生的谐振得到了有效抑制.