基于OTRA電流模式二階通用濾波器的設(shè)計(jì)

1 基本電路

1.1 運(yùn)算跨阻放大器（otra）

圖1為otra的電路符號(hào)，其端口特性為[5]：

顯然，otra的2個(gè)輸入端虛地，這就使得電路較少受雜散電容的影響。在理想情況下，可以認(rèn)為rm為無(wú)窮大，因此，只要對(duì)otra施加負(fù)反饋，必有：

1.2 cc ⅱ電流模通用二階濾波器原型

圖2為cc ⅱ電流模式通用二階濾波器原型電路[3]，圖中有源器件為cc ⅱ－和mos電壓跟隨器vf（文獻(xiàn)[3]中電路有誤，此處已更正）。容易看出電路的特點(diǎn)是：

以上特點(diǎn)是我們構(gòu)造otra電流模二階通用濾波器的依據(jù)。

2 otra電流模濾波器的生成

由圖2電路構(gòu)造出otra電流模式濾波器如圖3所示。除使用3個(gè)電阻、2個(gè)電容外，還使用了1個(gè)mos電壓跟隨器vf，1個(gè)cmos電壓反相器[9]。

與圖2電路相同，iin電流信號(hào)先經(jīng)過(guò)r2，c1所組成的一階低通濾波器，節(jié)點(diǎn)1電壓通過(guò)mos電壓跟隨器轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)2，保證了i2電流是v1在r1形成的。由于otra認(rèn)為是理想的，因此i-（s）＝i2（s），從而使 為一理想受控電壓源，因原型電路中v4（s）為負(fù)，為此，在節(jié)點(diǎn)3與4間加一cmos電壓反相放大器。對(duì)圖3電路可列寫(xiě)以下方程：

聯(lián)立上述方程組，可得各電流轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

式(11)，(12)，(13)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)分別是高通、帶通和低通濾波函數(shù)，因此電路實(shí)現(xiàn)了高通、帶通和低通濾波。電路的極點(diǎn)角頻率和品質(zhì)因素分別為：

各增益常數(shù)依次為：

ωp和q的靈敏度為：

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出了基于單otra通用二階電流模式濾波器，該電路具有以下特點(diǎn)：

（1）同時(shí)實(shí)現(xiàn)二階高通、帶通和低通濾波。

（2）電路較少受寄生電容的影響，性能穩(wěn)定。

（3）低的無(wú)源靈敏度。

（4）若用mos電阻代替分立電阻，可實(shí)現(xiàn)單片集成。