电网络理论 第11章.ppt

1、1,第11章 模拟实现法,内容提要,以无源LC梯形网络为原型，用有源RC网络模拟实现的方法称为无源网络模拟实现法。本章主要介绍仿真电感模拟法、频变负阻法、跳耦模拟法等无源网络模拟实现法。另外，介绍直接法中的状态变量法，并简单介绍入端导纳法、多运放双二次节电路和开关电容网络（SCN）。,2,11.1 概述,第11章 模拟实现法,模拟法 仿真电感法、频变负阻法、跳耦法（LF),非模拟法,状态变量法,基本组建,回转器,3,第11章 模拟实现法,阻抗变换器,仿真电感,频率负阻，FNDR,4,11.2 仿真电感模拟法,第11章 模拟实现法,接地电感,高通滤波器,5,第11章 模拟实现法,浮地电感,6,第

2、11章 模拟实现法,浮地电感,7,第11章 模拟实现法,例 111,一四阶切比雪夫高通滤波器,Amax = 1dB,已求得无源RLC 电路如图所示，,试求相应的RC 有源滤波器,解,只需将两个接地电感用仿真电感代替即可,8,第11章 模拟实现法,9,11.3 频变负阻法,第11章 模拟实现法,2 电容,低通滤波器,10,第11章 模拟实现法,阻抗,接地FDNR,2 电容,11,第11章 模拟实现法,浮地FDNR,12,11.4 梯形网络的跳耦模拟法,第11章 模拟实现法,梯形网络,各种积分器构成的有源网络,HP 出现微分器，稳定性差,各环节相互耦合多路反馈， 对各环节的灵敏度低,13,第11章

3、 模拟实现法,(1)根据滤波器的技术指标确定无源RLC 原形网络； (2)选择适当的中间变量，即梯形网络的串臂电流和并臂电压（正或负值）； (3）作方块图（或信号流图），图中负值函数比正值函数更利于实现； (4）用各种积分器实现方块图中各函数，连成整个即所要求的滤波器； (5)取适当R 值使元件值实用化。,步骤：,14,第11章 模拟实现法,反向积分器,正向积分器,15,第11章 模拟实现法,兼用加法器的正向积分器电路,16,第11章 模拟实现法,反向加法有损积分器,17,第11章 模拟实现法,六阶低通滤波器,18,11.5 带通跳耦滤波器,第11章 模拟实现法,二阶带通函数,19,第11章

4、模拟实现法,实现电路,20,11.6 状态变量法,第11章 模拟实现法,直接法,21,第11章 模拟实现法,偶数节点,b KCL,转移函数,中间第k级,22,第11章 模拟实现法,一个加法器、一个反相器和若干积分器构成,状态变量法需用的运放数较多，对功耗、噪声不利。,23,第11章 模拟实现法,例11-6 试用状态变量法实现,解,改写为,24,第11章 模拟实现法,Ri=R1= R3= R4=100 k,R2= 44.4 k,R= 1 k,Ra= 1 k,C =10,C1 =0.1,25,11.7 入端导纳法,第11章 模拟实现法,直接法,选定电路结构,Y 为无源RC 网络的入端导抗函数,26

5、,第11章 模拟实现法,设,当,选多项式D(s)使它的根在负实轴上，使它的次数比Q(s)的次数至多低一阶,27,第11章 模拟实现法,展开得,28,第11章 模拟实现法,分解,这些导纳都可以用第7章讨论过的福斯特II法实现,电路灵敏度较高,29,11.8 多运放双二次节电路,第11章 模拟实现法,状态变量法,LP,LP,BP,TT（ThomasTow）滤波器,工业界,30,第11章 模拟实现法,LP,LP,BP,31,第11章 模拟实现法,通用滤波器,32,第11章 模拟实现法,可调参数,LP HP BP BR AP,33,第11章 模拟实现法,BP,LP,HP,KHN滤波器,34,11.9

6、开关电容网络（SCN）概述,第11章 模拟实现法,电阻,MOS电容、MOS模拟开关,积分电路,35,第11章 模拟实现法,36,开关电容滤波器（SCF）概述,第11章 模拟实现法,基本特性: 准确性和稳定性 ；集成化 时间常数的数值取决于时钟频率和电容的比值保证了参数的精度和温度稳定性,精度可以控制在0.1%以内,积分电路,37,第11章 模拟实现法,调整参数,38,第11章 模拟实现法,设计方法： SCF系统 结构,模拟滤波器变换,Z域传递函数直接设计,LP1 SCF LP2,模拟连续信号系统,39,第11章 模拟实现法,小结,仿真电感模拟法、频变负阻法是将无源网络中的某些元件用等效有源RC结构来代替而实现的；跳耦模拟法是直接模拟无源网络的方程式来得到有源RC结构。通过模拟技术得到的有源网络保持了无源梯形网络通带低灵敏度的特性，其灵敏度远低于级联法实现的网络，但仍略高于相应的无源梯形网络。与级联法相比，这种电路的综合和调整均较困难，需要更多的运算放大器。,40,第11章 模拟实现法,状态变量法的实现电路