三阶高通滤波器具有合成电感器

电感器作为滤波器的名声不好 组件 — 它们不仅传输 EMI，还起作用 作为接收EMI的天线。要避免 这些问题，可以模拟阻抗 两个可操作组合的电感器 跨导放大器 （OTA） 和电容器 （图1）。该电路用作合成电感器 （LSYN），一端接地。

图1.该单端口网络模拟电感器 两个操作跨导放大器和一个 电容器。

通过在 LSYN 处强制电流并测量 得到的电压，可以确定等效值 阻抗 Z情 商:

因此，等效电感为：

这种单端口网络显然提供了 电感的频率比例阻抗， 以及优势和限制： 如果GM1*GM2<<1，电感值可以很大，但是 网络的一端必须始终连接到 地。高通、全极梯形滤波器效果很好 应用，因为它们的所有电感器都连接到 地。两个 OTA 和一个电容器必须是 替换每个，所以你应该选择一个 具有最小数量 电感。

为了具有成本效益，您的设计应具有 滤波器两端的串联电容器，带有 模拟电感器充当它们之间的分流器 （图2）。输入电容阻断任何直流 施加到滤波器和输出电容块 合成电感引入的任何直流失调。 即使过滤器是用有源构建的 组件，它保留了一些优点 无源滤波器。

图2.这个简单的梯形过滤器是一个很好的应用 模拟电感器，必须有一端 接地。

在实际电路中（图 3），C2 和 C3 为 旁路电容器和C2是仿真的一部分 感应器。设置每个 OTA 的跨导 通过外部电阻器（R1或R3）根据 关系 gm = 8/R。因为模拟 电感取决于这些的乘积 跨导，看起来你可能有一个 每个选项的范围。但最佳电路 对于给定的应用程序，GM 值限制为 允许每个输出摆幅的全范围 奥塔。

图3.通过将图3所示的仿真电感代入梯形滤波器来构建三阶巴特沃兹高通滤波器 图1.该滤波器具有 2.3kHz 转折频率，由于源阻抗和负载阻抗，损耗为 -2dB。

要确定这些最佳 gm 值，请从 相等的跨导并模拟滤波器 使用“g”元件为放大器调味。而 扫频至少十年以上 低于滤波器的转折频率，观察 每个OTA输出的峰值电压幅度 （两个峰值可能以不同的频率出现）。

在合成电感器的端口（IC13的引脚2）处 峰值由滤波器要求，不能 改变;真正的电感器将产生相同的电感 峰。因此，调整另一个峰值以匹配。让 K 等于 gm2 与 gm1 的比率。增益为 与跨导成正比，因此将 GM1 除以 K 并将 gm2 乘以 K。最后，重新运行香料 使用这些新的 GM 值进行仿真，以验证 峰值相等，滤光片形状不相等 改变。

滤波器的最大衰减 58.6dB/十倍频程（图 4）。斜率在 频率较低，因为合成电感的Q 受其串联电阻的影响。（可比 1.25mH电感器还具有53Ω左右的可观电阻。例如，在 10Hz 下， 理想滤波器的衰减为-90dB。为此 电路衰减为-80dB。

图4.图3滤波器的最大衰减 每十年58.6dB。

审核编辑：郭婷