1 引言

　　電壓運算放大器是模擬電路設(shè)計中的基本有源器件,，由普通電壓運算放大器組成的電路,，其工作頻率較低。電流反饋放大器" title="反饋放大器">反饋放大器(Current Feedback Amplifier,，CFA)是一種結(jié)構(gòu)全新的運算放大器,，他不但能提供近乎常值的帶寬，而且還具有高的轉(zhuǎn)換速率,。由他組成的電路,，在頻率特性、動態(tài)范圍等方面具有比由OTA組成的電路更加優(yōu)良的性能[1-30],。近年來,，電流反饋放大器在二階濾波器電路中得到了一些應(yīng)用[6-10],，而采用電流反饋放大器(CFA)構(gòu)成的電壓模式" title="電壓模式">電壓模式或電流模式雙二次濾波器的文獻不斷見諸報道，其中主要的形式有兩種：一種為單輸入多輸出型濾波器,；另一種為三輸入單輸出型濾波器,。但從文獻看，多數(shù)電路使用的CFA器件數(shù)目較多,。本文提出了一種三輸入單輸出電壓模式通用二階濾波器電路,，該電路僅用2個電流反饋放大器(CFA)、2個電容,、3個電阻來構(gòu)成,，電路結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)二階低通" title="低通">低通,、帶通" title="帶通">帶通,、高通" title="高通">高通、陷波,、全通濾波函數(shù),。并用PSpice對該電路進行了仿真，仿真結(jié)果表明,，該電路設(shè)計正確,，理論分析與仿真結(jié)果相吻合。

　　2 CFA電路結(jié)構(gòu)及原理

　　電流反饋放大器(CFA)是一種四端口器件如圖1所示,，他的電路傳輸特性為：

　　即Iy=0,，Vx=Vy，Ix=±Iz,，Vo=Vz,，公式(1)中"+"對應(yīng)CFA+，"－"對應(yīng)CFA－,，由此可知x端電壓跟隨y端電壓,，z端電流跟隨x端電流，y端是高阻輸入,，Iy=O,，z端電壓跟隨o端電壓[6-9]變化。

　　3 二階濾波器原理

　　本文采用如圖2所示濾波器電路,，該電路是由2個CFA2個電容和3個電阻來構(gòu)成,。對圖2電路進行電路分析得：

　　由上述方程，可得電路電流傳輸函數(shù)：

　　有式（6）可知,，改變輸入信號V1,，V2，V3,，可以分別實現(xiàn)低通,、帶通,、高通,、陷波,、全通濾波函數(shù)。實現(xiàn)條件與濾波器類型的對應(yīng)關(guān)系如表1所示,。

　　電路極點參數(shù)為：

　　由式(7),，式(9)可知，極點角頻率和極點品質(zhì)因素能實現(xiàn)獨立調(diào)節(jié),。

　　根據(jù)靈敏度的定義得到特征頻率ωP,，QP相對電阻元件和電容元件的變化靈敏度，ωp,，QP,，的無源" title="無源">無源靈敏度為：

　　由式（10），式（11）可知,，ωp,，QP的無源靈敏度是較小的。

　　考慮CFA的非理想特性,，其端口特性為：

　　其中：a=1－ε1,，︱ε1︱＜＜《1，ε1表示電流反饋放大器的電流跟蹤誤差,，β=1－ε2,，︱ε2︱＜＜1，ε2表示電流反饋放大器的輸入電壓跟蹤誤差,，γ1=1-ε3,，︱ε3 ︱＜＜1，ε3表示電流反饋放大器的輸出電壓跟蹤誤差,，通過分析,，可求得輸出電壓為：

　　由式(18)，式(19)可知,，ωP,，QP有源靈敏度也是較小的。

　　4 電路仿真

　　為了驗證設(shè)計濾波器電路的正確性,，作者用PSpice對該電路進行了電路仿真,。當(dāng)R1=R2=R3=1 kΩ，C1=C2=0．1 μF,，由式(8)得：fp=1．59 kHz,，在PSpice9．1下，對圖2所示電路進行仿真,，得到幅頻特性(如圖3所示)與要求的技術(shù)參數(shù)相吻合,。

　　5結(jié) 語

　　本文提出了一種僅用2個電流反饋放大器(CFA),、2個電容和3個電阻構(gòu)成的電壓模式通用二階濾波器電路，能實現(xiàn)二階低通,、帶通,、高通、帶阻,、全通濾波函數(shù),。對該電路進行了電路分析，得到了電壓傳輸函數(shù)及電路參數(shù),。并用PSpice對該濾波器電路進行了仿真,，仿真結(jié)果表明，該濾波器電路設(shè)計正確,，理論分析與仿真結(jié)果相吻合,。電路具有如下特點：

　　(1)能實現(xiàn)電壓模式二階低通、帶通,、高通,、陷波、全通濾波函數(shù),；

　　(2)電路結(jié)構(gòu)簡單,；

　　(3)具有的元器件較少；

　　(4)無源,、有源靈敏度較?。?/p>

　　(5)ωP ,，QP可調(diào)

　　(6)電路易于實現(xiàn),。