【導讀】[1]李亨.電流控制傳送器及其研究[D].湖南:湖南大學.20xx.[3]席燕輝.電流傳送器及其濾波器原理與應用[D].湖南:湖南師范大學.20xx.本文介紹并分析了電流傳送器的基本鏡像電流源以及電壓跟隨器模塊電路。跟隨器的設計是基于混合跨導線性回路，引入了跨導線性原理。最后本文詳細闡述了高階電流模式濾波器的系統(tǒng)方法，介紹了等效電路替代法和。多環(huán)反饋法，列出了設計的具體步驟。而且提出了多項式線性組合法，運用該方法不但。傳送器的特性，調整其偏置電流，成功地實現(xiàn)了濾波器輸出特性的改變。

　　

【正文】 實現(xiàn) R—L 阻抗 31311 RRSCRZ ?? () 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 23 若導納為 11 SCY? ，321RY ? ，3331RSCY ?? 則可實現(xiàn) C—D 阻抗33121111)( RCCSSCSZ ?? () 此電路可用于實現(xiàn)接地電感及接地 D 元件。 第二種： 如圖 (CCII+)為有源器件，用三個正電流傳送器設計模擬電感，它模擬電感的優(yōu)點有 ： a、所有的無源元件都接地； b、電感值可獨立調節(jié)；且不用大電容就可容易實現(xiàn)大電感 ； c、無須特別的元件匹配條件 。 圖 CCII+模擬電感 各端電壓的設置如圖 所示：由圖可以知道第三個傳輸器的 Z 端的電流為 Ii，第一個傳輸器的 X 端電壓為 Vi，那么電流 IY3=ViY3。由此流進第一個傳輸器 Z 端的電流也是ViY3。由于電流傳輸器性質得到：流進第三個傳輸器 Z 端的電流為 Ii，那么流進第三個傳輸器 X 端的電流為 Ii，則44 YIV i? ,所以42 YIV i? ，41 YIV i? . 那么流進第二個傳輸器 Z 端的電流為 V1Y1，所以流進 X 端的電流也是 V1Y1。 所以 22311 YVYVYV i ?? ，代入得：24314 YYIYVYYI iii ?? （ ） 經(jīng)過移項處理：4321 YY YYIVii ?? 故此得到該電路得輸入阻抗：4321 YY YYIVZiii ??? （ ） 如果選擇 11 SCY? ， 02?Y ， 33 GY? ， 44 GY? ，則 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 24 SLeqGGSCZi ?? 43 1 （ ） 另外，當 4321 , YYYY 取不同的值 ，可以獲得電感，負電感和電阻的串并聯(lián)組合。 說明：該設計能滿足我們的實際要求，并且滿足接地的要求，只用了電阻和電容就實現(xiàn)了，但是我門可以看到的是這個電路太復雜了，不夠簡單，功耗大，經(jīng)濟不合算，制作要難一些，尺寸大，只是在理論上可行，但在實際的制作當中是不值得推廣的。 第三種： 由于第二中方法復雜了，改進后得到圖 所示電路，它用兩個正電流傳輸器實現(xiàn)模擬電感，它模擬電感的優(yōu)點 ： a、無源元件都接地 ： b、電感值可獨立調節(jié) ； c、無須特別的元件匹配條件、 d、這個比圖 的電路更加簡單，而且實現(xiàn)的功能是 一樣的。 圖 CCII+和 CCII模擬電感 對該電路進行分析其特性： 首先設輸入電壓是 Vin，電流為 Iin，那么 CCII＋的 X 端電流也為 Iin ，電壓為－ IinR21，由電流傳輸器的性質得到 CCII+的 Y 端電壓為－ IinR21，由電路圖得到 CCII–的 Z 端的電壓為－ IinR21，則 CCII–的 Z 端的電流： CSRII inz )(0 21??? （ ） 由 CCII–的 X 端的電流是： IX= 12RVin （ ） 根據(jù)傳輸器的特性得到： IxIz? （ ）于是 IinR21CS= 12RVin () 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 25 由此可推導出： CSRRIVinin 2112? ()于是得到了 L=R12R21C () 可見該電路可實現(xiàn)接地電感，并且沒有附加電阻。 其實現(xiàn)的電感如圖所示： 圖 等效電感 經(jīng)測量 L=CR12R21 說明：這個電路比較簡單，功耗低，體積小，容易調節(jié)，制作較容易，推導很容易看懂，便于在實際當中操作調節(jié)，滿足我們的設計要求，即要求可實現(xiàn)接地電感。 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 26 第五章 基于電流傳送器濾波器的設計 濾波器的基礎知識 濾波 器，也被稱為選頻網(wǎng)絡，它是一個特定的頻率或頻率以外的頻率的頻率濾波電路，它的功能是有效地獲得一個特定的頻率或刪除一個特定的頻率。在現(xiàn)代化的通訊設備，電子測量儀器，以使其更好地在各種嘈雜的環(huán)境中使用，幾乎所有的電路必須過濾，以提高性能。電流模式濾波器的一般結構，如圖 所示。數(shù)字表示該數(shù)字的輸入電流信號，表示輸出電流信號。 圖 濾波器原理方框圖 高階濾波器的實現(xiàn)方法 高階濾波器被稱為 階 次 大于或等于 4 個過濾器的順序。其實施有五種方法。 ：它使用一個或多個有源元件和無奈的 RC 網(wǎng)絡，包括一些特定的結構來實現(xiàn)高階濾波器。 ：它使用兩個或更多的活性級聯(lián)來實現(xiàn)高階濾波器的雙二次部分。由于級聯(lián)濾波器容易設計和調整，這種方法被廣泛地用在工業(yè)上。 ：它使用一個容性負載的回轉器作為電感器，例如經(jīng)典的無源梯形濾波器的有源 RC 網(wǎng)絡仿真可以直接轉換成有源濾波器實現(xiàn)，這個轉換的有源濾波器保留了許多被動實施的優(yōu)點。 ：它和電感器的模擬方法是非常類似的經(jīng)典的 RLC 全面的耦合頻率相關的阻抗變換。不影響此轉換的阻抗的傳遞函數(shù)乘以每個比例因子，引入了一個新的縮放因子的有源元件，即依賴于頻率的阻抗裝置。這是很容易使用主動網(wǎng)絡，廣義導抗的主要優(yōu)點是，它采用運算放大器的數(shù)量比相應所需的電感模擬少數(shù)的運算放大器。 ：它連接到一個給定的多回路的反饋來實現(xiàn)高階的濾波器拓撲結構，由一階或二階濾波器部分。這種方法可以保持級聯(lián)的方法有本質的積木，實現(xiàn)濾波器可以實現(xiàn)由電感模擬方法和廣義導抗多個過濾器的方法來實現(xiàn)具備的一些特征。 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 27 CCII 濾波器設計方法 濾波 器的設 計方法是實現(xiàn)濾波器的一個重要手段。目前，歸納起來有兩大類：一是濾波器的傳遞函數(shù)設計方法直接為對象，有代表性的是級聯(lián)設計和多回路反饋方法： 二是 無源 LC 梯形網(wǎng)絡 為對象 所代表的 間接 模擬設計，濾波器的設計方法信號仿真方法。由于目前發(fā)射機濾波器設計中的功能與靈活，多功能，高性能，速度等方面的優(yōu)勢， CCII濾波器設計成為一個熱門的話題，在這兩個基礎上的設計方法，提出了一些 CCII 濾波器的設計。描述如下： （ 1）等效實現(xiàn) 由于 SAB 電路設計已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，所以人們會想到通過等效變換 CCII 濾波電路。實驗證明了通過濾波 電路性能 CCII 的確大大優(yōu)于原型電路性能得到等價變換。轉化是可以得到潘氏變換電壓運算放大器和 CCII 零等價關系。另一種變換變換的共軛網(wǎng)絡， 圖 電子元件和相應的共扼元件 等效轉換通過一個電壓模式電路的電流模式電路變換過程中，傳遞函數(shù)和靈敏度不改變，就可以完成這種設計方法與原型電路密切相關的。 （ 2）系統(tǒng)設計 電容濾波設計的核心單元和電壓轉換單元，在圖 )與 b)中總結，那么這兩個設計步驟可以設計任何濾波器的階數(shù)。本系統(tǒng)的設計方法，為電壓模式的方法。 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 28 a)電容濾波單元 b)電壓變換單元 圖 電容濾波單元和電壓變換單元電路圖 （ 3）電流模式梯形濾波器 將無源 RLC 梯形電路原型電流作為變量，可以得到無源電路電流模式信號流圖，然后由電路傳送器組成多路輸出電流電流模式一階積木，如理想微分器，一階低通，一階高通，減法等，代入信號流圖中，你可以得到電流傳送器梯形濾波器。幾個階濾波器將需要幾個多輸出電流輸送。 （ 4）輸入電壓加權法 提出了 CCII 電壓是可變的連續(xù)時間濾波器的設計方法，該方法是加權輸入電壓信號 Vin 的核心。引進的靜態(tài)網(wǎng)絡，你會 得到各種不同的過濾器結構，設計步驟是：先用建立靜態(tài)的網(wǎng)絡，這就決定了 CCII 濾波器極點，那么靜態(tài)的基本構建塊（放大器，無損積分器，加法器）網(wǎng)絡注射加權輸入信號 Vin，零合成濾波器 CCII。在此基礎上，進一步選擇的參數(shù)和組件，來完成濾波器的設計 CC11。這種方法仍然在設計的網(wǎng)絡，沒有的設計原則，所以技能是非常強的，是電壓模式設計。 （ 5）指數(shù)狀態(tài)空間濾波器 有源增益積木部件是線性的，則該過濾器并不需要，所得到的總傳遞函數(shù)是線性的，它克服的有源器件的頻率限制，因為所有的有源器件是非線性的，從而獲得較高的頻率，如 速度和的準確度。由于過濾器的狀態(tài)空間的映射是指數(shù)形式，所以這種類型的過濾器被稱為指數(shù)狀態(tài)空間過濾器（ ESS）。這種設計的理論強，將得到的過濾器的性能。 （ 6）信號流圖法 此方法通常用于線性系統(tǒng)的分析方法的圖解法（ SFG）設計 CCII 電流模式濾波器，第一個假設的傳輸功能，然后按照順序繪制的信號流圖，這種方法是簡單，直觀和易于了解和掌握的意義和電路參數(shù)一目了然，一旦你有 SFG 的傳遞函數(shù)，可以方便設計所需的各種過濾器。 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 29 設計濾波器需考慮的因數(shù) （ 1）頻率限制 在副音頻的頻率范圍內， LC 濾波器的設計需要一 個大電容和一個大的電感，以及與他們的輔助傳動部分，大體積。此時，有源濾波器是非常有用的，因為有源濾波器可以被設計為高阻抗，從而在一個較小的電容值。在 50kHz 或以上，大部分集成運算放大器的開環(huán)增益不夠，不能滿足一般需要的有源濾波器。然而，增加放大器的帶寬的成本，可以延長，使得有源操作的濾波器的頻率為 500 千赫。另一方面，可以使用 LC 濾波器到幾百兆赫的頻率范圍內。在這個頻率范圍內，過濾器制成濃縮形式的參數(shù)不能被應用，并且通過分布參數(shù)的形式。 （ 2）大小的考慮 由于沒有電感，有源濾波器和 LC 濾波器的比較相同的性 能，尺寸一般較小。利用微電子技術，它能夠進一步減小尺寸。使用沉積和單片集成運算放大器的 RC 網(wǎng)絡或混合過程中，有源濾波器可以是非常小的。 （ 3）經(jīng)濟和易于生產(chǎn)制造 使用電感， LC 濾波器的有源濾波器的成本通常高于高品質的要求高品質的空心線圈，有時也需要高品質的卷繞方法，這些因素導致的 LC 濾波器的成本增加。有源濾波器具有顯著的優(yōu)點，它采用了流行的標準設備易于安裝的有源濾波器。的 LC 濾波器和安裝需要的螺旋線圈技術。 （ 4）調整困難 在苛刻的 LC 濾波器，例如，諧振電路調諧的要求傳送到指定的點。除非容量小于幾百皮法，或 無法做到的變量。由于大多數(shù)可調的線圈芯，便于調整電感。許多有源濾波電路是不容易調整的，它們包括的 RC 的一些部分，每個有兩個或兩個以上的可變電阻器，微調。目標的設計方法，通過這樣的電路是可以避免的。 （ 5）功耗 確定過濾器的功率消耗不僅是能源消耗的一個主要因素，但重要因素也影響著過濾器的布局。因為布局的溫度分布，必須考慮，如果溫度可能會導致芯片的局部溫度分布不均的過高，使芯片燒毀，嚴重的將芯片完全失去了它的功能。因此，濾波器的設計過程中，盡可能地降低功耗和布局的布局的溫度分布。常用的是使用盡可能低的電源電壓。 （ 6）抗干擾能力 過濾器的主要功能是使有用信號和放大后通過，留下有效地抑制不需要的信號和衰減。如果濾波處理過濾器本身被破壞，那么過濾器將失去存在的意義，因此，在濾波器的設計過程中，盡可能地提高自身的免疫力，以避免污染的過濾器本身的噪聲和信號干擾之外。一般的過濾器和外容器的結構，該設備的材料，以實現(xiàn)重要的考慮因素。 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 30 電流模式梯形濾波器的設計 n 階梯形濾波器的設計 我們根據(jù)經(jīng)典的模擬濾波器的設計，得到 n 階高通歸一化 Butterworth 濾波器傳輸函數(shù) )(SH 為 1)( 12211 ?????? ???? SaSaSaS SIISH nnnnnninout ? （ ） 把分母進行分解，然后查表得到 n 階梯形濾波器的電路圖如圖 所示： 圖 n 階梯形濾波器電路 第一種模擬電感的辦法： 我們從前面一章的分析結果來看，我們用常用電感的第二種模擬電感來代替圖 中的電感。得到圖 雙端接的電流模式 n 階高通有源濾波電路： 圖 CCII+模擬電感的 n 階梯形濾波電路 第二種模擬電感的辦法 現(xiàn)用常用電感的第三種模擬電感來代替 圖中的電感，得到圖 雙端接地的電流模式 n 階高通有源濾波電路。 湖南科技大學瀟湘學院本