基于OTRA電流模式二階通用濾波器的設計
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基于電流傳輸器（cc ⅱ）通用濾波器的設計技術(shù)已基本成熟[1－3]，而由運算跨阻放大器（otra）構成的通用電壓模式濾波器已經(jīng)出現[4－6]，由otra構成的通用電流模式濾波器也受到人們的關(guān)注[7]。然而，由單個(gè)otra構成的通用濾波器還未見(jiàn)報道。鑒于otra能減小寄生電容的影響[7，8]，且其有限跨阻增益也可通過(guò)外界電容補償[4]，由otra構成的濾波器比cc ⅱ組成的相應電路性能更為優(yōu)良。因此，設計單otra電流模式濾波器，將是十分有意義的工作。本文以cc ⅱ通用二階電流模式濾波器為原形，采用1個(gè)otra，1個(gè)mos電壓跟隨器，1個(gè)coms電壓反相器，5個(gè)無(wú)源元件，設計了二階通用電流模式濾波器，可同時(shí)獲得高通、帶通和低通輸出，該電路較少受寄生電容的影響，具有低的無(wú)源靈敏度，且結構簡(jiǎn)單，便于電控調諧。這對高階濾波器的級聯(lián)及單片集成技術(shù)都具有積極的指導作用。
1 基本電路
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/20799.htm1.1 運算跨阻放大器（otra）
圖1為otra的電路符號，其端口特性為[5]：
v＋＝v_＝0 (1）vo＝rm（i＋－i_） (2）
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，可以認為rm為無(wú)窮大，因此，只要對otra施加負反饋，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[3]中電路有誤，此處已更正）。容易看出電路的特點(diǎn)是：
v2（s）＝v1（s）；iy（s）＝0
以上特點(diǎn)是我們構造otra電流模二階通用濾波器的依據。
2 otra電流模濾波器的生成
由圖2電路構造出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電流信號先經(jīng)過(guò)r2，c1所組成的一階低通濾波器，節點(diǎn)1電壓通過(guò)mos電壓跟隨器轉移到節點(diǎn)2，保證了i2電流是v1在r1形成的。由于otra認為是理想的，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，為此，在節點(diǎn)3與4間加一cmos電壓反相放大器。對圖3電路可列寫(xiě)以下方程：
聯(lián)立上述方程組，可得各電流轉移函數為：
式(11)，(12)，(13)所對應的轉移函數分別是高通、帶通和低通濾波函數，因此電路實(shí)現了高通、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：
各增益常數依次為：
ωp和q的靈敏度為：
3 結語(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)現單片集成。
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