專利名稱：一種濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬濾波器領(lǐng)域，具體為一種壓控的濾波器。
背景技術(shù)：
在濾波器電路中，通頻帶的調(diào)節(jié)一般需要調(diào)節(jié)電路的電阻、電容、電感等器件的參數(shù)，方法一是采用機(jī)械的方法調(diào)節(jié)可調(diào)電阻或可調(diào)電容的大小，改變電路的通頻帶；方法二是采用變?nèi)荻O管，壓控方式調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管的結(jié)電容大小，從而改變電路通頻帶。上述方法所涉及電路的可集成性、可靠性受到影響，調(diào)節(jié)范圍也相對(duì)較窄。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有可集成性、調(diào)整范圍寬且穩(wěn)定性好的壓控濾波器。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種濾波器，該濾波器至少設(shè)有一個(gè)電容支路，其中，所述電容支路中包括相串聯(lián)的電容C1和壓敏電容C2，以及加載于壓敏電容C2兩端的靜態(tài)直流偏壓Uc，其中壓敏電容C2 位于電容C1的低電位端。電容C1遠(yuǎn)大于壓敏電容C2 ；述壓敏電容C2 —端串接電阻I 。后接入靜態(tài)直流偏壓 Uc產(chǎn)生電路，如低通情況；壓敏電容C2兩端分別串接電阻Rcl和R。2后接入直流偏壓Uc產(chǎn)生電路，如高通情況。靜態(tài)直流偏壓U。產(chǎn)生電路包括數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和反饋電阻&。所述數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生電路連接D/A轉(zhuǎn)換器輸入端，所述D/A轉(zhuǎn)換器輸出端連接運(yùn)算放大器輸入端，所述反饋電阻&連接運(yùn)算放大器輸出端和D/A轉(zhuǎn)換器輸出端，所述運(yùn)算放大器輸出端連接所述電阻I 。，D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生電路輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)輸出至運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓Uc。所述數(shù)字信號(hào)可以由計(jì)算機(jī)直接產(chǎn)生。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型與機(jī)械調(diào)節(jié)電阻電容的方法相比，優(yōu)點(diǎn)是可以變手動(dòng)調(diào)節(jié)為自動(dòng)調(diào)節(jié)；與采用變?nèi)荻O管的電路相比，電容不需要像變?nèi)荻O管那樣反偏工作，并且由于該類電容范圍比較廣，常用的電容容量范圍從IpF到lOOuF，故電路可在高、中、低頻率范圍內(nèi)工作，通頻帶調(diào)節(jié)范圍比較大，采用這種方式可以設(shè)計(jì)通頻帶壓控調(diào)節(jié)的低通濾波器，高通濾波器和帶通濾波器。


圖1為Y5V介質(zhì)陶瓷壓敏電容容量在20°C時(shí)隨靜態(tài)直流偏壓的變化關(guān)系曲線。圖2為數(shù)控電容調(diào)節(jié)電路示意圖。圖4為一階高通濾波器通頻帶可調(diào)的壓控濾波器電路圖。圖3為一階低通濾波器通頻帶可調(diào)的壓控濾波器電路圖。圖5為帶通濾波器通頻帶可調(diào)的壓控濾波器電路圖。
具體實(shí)施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型的壓控可調(diào)電容(即壓敏電容)可以根據(jù)需要采用不同類型的鐵電陶瓷或半導(dǎo)體陶瓷(如ΒΚ-1，ΒΚ-2陶瓷)作為電介質(zhì)制作電容器，也可以直接購(gòu)買市場(chǎng)上可見的低頻瓷介電容器(II類瓷介電容器)，或者采用半導(dǎo)體瓷介電容器(III類瓷介電容器)。 如圖1所示，5V介質(zhì)陶瓷電容容量在20°C時(shí)隨靜態(tài)直流偏壓的變化關(guān)系曲線；由圖1中可見電容容量隨所加直流電壓的升高而顯著減小，電容量呈現(xiàn)的變化是連續(xù)性的。下面以圖2為例說明電容容量的電控調(diào)節(jié)過程，在圖2中有兩個(gè)電容,C1為普通電容，可采用玻璃釉電容、聚苯乙烯電容、I類陶瓷介質(zhì)電容等。C2為壓敏電容，可采用如圖1 所示的電容，A點(diǎn)對(duì)地的總電容是C1,C2串聯(lián)總電容，其中C2對(duì)地加上直流電壓，通過自動(dòng)控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)給D/A轉(zhuǎn)換器輸入不同的數(shù)字量data，則D/A轉(zhuǎn)換器輸出不同大小的電流信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算放大器又將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)加在電容C2上，隨著直流電壓的變化，C2的容量發(fā)生變化，從而總電容發(fā)生變化，實(shí)際使用時(shí)可采用C1大于C2十倍以上， 這樣電容調(diào)整變化率較大。圖2中總電容C=C^C2/ (C^C2),在C1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C2的情況下，總電容約等于C2,當(dāng)在C2上加上直流電壓時(shí)，C2容量變化，總電容C隨著變化。下面以圖3為例，說明壓控濾波器電路的通頻帶調(diào)節(jié)過程。圖3中，以具體的一階低通濾波器為例說明壓敏電容在頻帶調(diào)節(jié)過程中的作用。圖3是RC低通濾波電路，由電阻R 和電容C1X2構(gòu)成濾波電路,C1和C2取值IOuF到IpF，Rc用于隔斷輸入端傳遞過來的的低頻信號(hào)，取值大于IM歐姆。直流偏壓通過電阻I 。加在壓敏電容C2上，改變C2的容量，則電路
中串聯(lián)電容總?cè)萘繛?，當(dāng)C1遠(yuǎn)大于C2時(shí)，C C2,總電容C是靜態(tài)直流偏壓U。
的函數(shù)，如圖1所示，隨靜態(tài)直流偏壓U。增加，總電容C是單一連續(xù)減小的。電路的傳遞函
數(shù)刷=.1
I I yfirftc特征頻率Λ =^;由上式可見，當(dāng)電容C2上靜態(tài)直流偏壓Uc在數(shù)字信號(hào)控制下變化時(shí)，總電容容量變化，濾波器的截止頻率fH發(fā)生變化，于是通頻帶發(fā)生變化，由于隨靜態(tài)偏壓直流增加，總電容C是單一連續(xù)減小的，所以總可以在調(diào)整過程中通過改變靜態(tài)偏壓Uc的大小得到一個(gè)所需要的截止頻率。下面圖4以具體的一階高通濾波器為例說明壓敏電容在頻帶調(diào)節(jié)過程中的作用。 圖4是RC高通濾波電路，由電阻R和電容Cl、C2構(gòu)成濾波電路，Rcl> Rc2用于給壓敏電容加直流偏壓，同時(shí)隔斷輸入端傳遞過來的的交流信號(hào)，避免對(duì)電容產(chǎn)生旁路，取值大于IM歐姆。直流偏壓通過電阻、和1 。2加在壓敏電容C2上，改變C2的容量，則電路中串聯(lián)電容總
容量為當(dāng)C1 @大于G時(shí)，c ~ C2=C (Uc),總電容C是靜態(tài)直流偏壓Uc的函數(shù)。電路的傳遞函數(shù)[0028]特征頻率
權(quán)利要求1.一種濾波器，其特征在于該濾波器的RC濾波電路中至少設(shè)有一個(gè)電容支路，其中，所述電容支路中包括直接串聯(lián)的電容C1和壓敏電容C2，以及加載于壓敏電容C2兩端的靜態(tài)直流偏壓U。，其中壓敏電容C2位于電容C1的低電位端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述電容C1遠(yuǎn)大于壓敏電容C2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濾波器，其中，所述電容支路中的壓敏電容C2—端串接電阻&后接入靜態(tài)直流偏壓Uc產(chǎn)生電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濾波器，其中，所述電容支路中的壓敏電容C2兩端分別串接電阻Ra和Rc2后接入靜態(tài)直流偏壓產(chǎn)生電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾波器，其特征在于所述另一電容支路中的壓敏電容(；兩端分別串接電阻Rei和Re2后接入靜態(tài)直流偏壓產(chǎn)生電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述靜態(tài)直流偏壓U。產(chǎn)生電路包括數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和反饋電阻&,。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種壓控濾波器，該濾波器的RC濾波電路中至少設(shè)有一個(gè)電容支路，其中，所述電容支路中包括直接串聯(lián)的電容C1和壓敏電容C2，以及加載于壓敏電容C2兩端的靜態(tài)直流偏壓Uc，其中壓敏電容C2位于電容C1的低電位端。本實(shí)用新型與機(jī)械調(diào)節(jié)電阻電容的方法相比，優(yōu)點(diǎn)是可以變手動(dòng)調(diào)節(jié)為自動(dòng)調(diào)節(jié)；與采用變?nèi)荻O管的電路相比，電容不需要像變?nèi)荻O管那樣反偏工作，并且由于該類電容范圍比較廣，常用的電容容量范圍從1pF到100uF，故電路可在高中低頻率范圍內(nèi)工作，通頻帶調(diào)節(jié)范圍比較大，采用這種方式可以設(shè)計(jì)通頻帶壓控調(diào)節(jié)的低通濾波器，高通濾波器和帶通濾波器。
文檔編號(hào)H03H7/01GK202043083SQ201120160718
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者季鑫源, 行鴻彥 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)