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(多图) 采用一个电位器或DAC实现的可变频高斜率滤波器

Ing. Peter Bobek?? 2014年08月15日 ?? 收藏1
模拟可变频滤波器要求使用可变无源器件。滤波器斜率越大,所需的可变无源器件就越多。这些元件很多时候是电位器。例如具有18dB/8倍频斜率的低通巴特沃斯滤波器需要使用一个三组电位器。如果我们同时需要重新调谐低通和高通滤波器,那么必要的电位器电阻抽头数量将翻倍。

当我们需要同时重新调谐多个相同的滤波器时也是这样。这些多组电位器非常昂贵,而且很难找到。另外一个问题是它们的群误差,在实际使用中大约有3dB的误差。这些电位器的体积通常也很大。另外,电位器磨损会产生“杂音(zipper)”噪声。

实现这些滤波器的另外一种方法是使用有源元件代替可变无源元件。最合适的元件是压控放大器——VCA。VCA电路的变量是增益,它会根据外部控制电压发生变化。

VCA单元最常见的是被设计成电流入/电流出器件,并且在电压敏感控制端口呈指数响应。

VCA单元的增益是:

图1:典型的VGA电路。
图1:典型的VGA电路。

输入电压Vin通过电阻R转换成输入电流Iin。VC是调制增益的控制电压。VCA控制增益的过程是:将输入电流信号转换成双极性对数电压,再与直流控制电压VC相加,然后将加起来的和电压通过反对数电路重新转换回电流。VCA输出电流Iout通过基于运放的I-V转换成电压Vout,如图1所示,其中的转换比取决于输出和反相输入之间连接的反馈电阻。经过VCA和输出运放的信号路径是同相的,因为VCA是反相的。如果VC引脚接到地,那么输出电流将等于输入电流。

如果用分贝刻度(图2),控制电压和增益之间的关系就是线性的:

每家VCA制造商提供的响应刻度是不一样的。例如,SSM2164是-33mV/dB,SSM2018是-30mV/dB,THAT2180是±6,1mV/dB。

图2:SSM2164的增益与控制电压关系。
图2:SSM2164的增益与控制电压关系。

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DAC? 电位器? 滤波器? 变频?

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