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="電流反饋放大器">電流反饋放大器（Current Feedback Amplifier,，CFA" title="CFA">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" title="濾波器">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,、帶通、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),。
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（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、帶通,、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：
?。?）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),；
?。?）電路結(jié)構(gòu)簡單；
?。?）具有的元器件較少,；
（4）無源,、有源靈敏度較?。?/p>
?。?）ωP ,，QP可調(diào)
（6）電路易于實現(xiàn),。