全通電路

一、從仿真到電路

這是前天看到的 LTspice軟件中的示例電路，是一個(gè)二階全通電路。該系統(tǒng)的幅頻特性是一個(gè)常量，但是相頻特性這是一個(gè)單調(diào)遞減的特性，前后變化了 360°。這種電路通常用于通訊系統(tǒng)中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償。

電路的核心是一個(gè)帶有寄生電容的電感，相當(dāng)于一個(gè)LRC并聯(lián)諧振回路。輸入信號(hào)通過壓控電流源之后，通過LRC諧振回路形成相位和幅度變化的信號(hào)。然后在通過后面的電路將原信號(hào)與諧振信號(hào)進(jìn)行疊加。

通過設(shè)定正確的疊加系數(shù)，便可以使得電路頻率特性是一個(gè)全通系統(tǒng)特性。也就是幅頻特性是一個(gè)常量，相位特性對(duì)應(yīng)的最大相位系統(tǒng)。下面，根據(jù)這個(gè)原理，自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)際電路，看是否可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)二階全通系統(tǒng)。

二、設(shè)計(jì)電路

這是根據(jù)前面仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際電路。核心是利用了一個(gè) NPN三極管，來將輸入電壓信號(hào)?轉(zhuǎn)換成一個(gè)恒流源。放大電流信號(hào)經(jīng)過LCR并聯(lián)諧振回路形成諧振電壓。然后利用 R8、R9將輸入信號(hào)和諧振信號(hào)進(jìn)行疊加。

在這里還利用 Q1對(duì)信號(hào)的反相，實(shí)際上，是將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行相減。通過調(diào)整 R8、R9的比例，最終實(shí)現(xiàn)電路的全通特性。前面輸入電阻R10 、 諧振回路中的R12也都會(huì)影響疊加的系數(shù)。最終信號(hào)經(jīng)過Q2進(jìn)行反向放大之后輸出。最終，通過調(diào)整R8參數(shù)，使得電路的頻率特性滿足全通特性的要求。

通過LTspice繪制出 5kHz 到100kHz 之間的頻率特性?？梢钥吹?，幅頻特性有一定的變化，但是上下變化不超過 0.2dB，對(duì)應(yīng)的增益變化在2%之內(nèi)。對(duì)應(yīng)相位變化，前后相差了大約 360°。顯然，這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)近似全通電路系統(tǒng)。

▲ 圖1.2.1 電路的仿真結(jié)果

三、不同的頻率

※ 總??結(jié) ※

本文根據(jù) LTspice中的仿真系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)全通電路。通過仿真，可以看到，的確對(duì)于不同的頻率，它的電路放大倍數(shù)保持一致。輸出相位單調(diào)下降了360°。但是，這個(gè)電路與理論上還是有些區(qū)別。

參考資料[1]

二階全通仿真電路：LTspice中的仿真電路: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/145423423