专利名称：一种基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种积分电路，尤其涉及一种基于脉宽调制的双二次环跟踪带通 积分电路。
背景技术：
带通滤波电路和积分电路在实际中应用非常广泛，带通滤波电路具有滤除不需要 的干扰信号的作用，而积分电路不仅用作积分运算，而且利用其充放电过程还可以实现延 时、定时以及产生各种波形。在实际应用中，有时需要电路达到这样一种功能既要对某一被处理频率信号进 行频率跟踪滤波，同时还要求对该信号在要求频率点处进行积分。一般的实现方案是将频 率跟踪滤波功能和积分功能分开实现，即对被处理信号先滤波后积分，或者先积分后滤波。 这种方案的缺点是电路结构复杂、设计和制造成本较高。发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种基于脉宽调制的双二次 环跟踪带通积分电路，它将频率跟踪滤波功能和积分功能的实现合二为一，电路结构简单。实现上述目的的技术方案是一种基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路， 包括积分环节以及反相比例环节，所述积分环节包括有一第一运算放大器，其中，所述的双二次环跟踪带通积分电路包括一第三运算放大器，该第三运算放大器的 同相输入端接地，反相输入端通过一第四电阻接收输入信号，其输出端与所述的积分环节 相连，所述第三运算放大器的反相输入端和输出端之间还连接有一第一电容以及与该第一 电容并联连接的第一电阻，所述第三运算放大器的输出端经第一电阻和第一电容与所述第 三运算放大器的反相输入端相连以构成第二反馈回路；所述积分环节中的第一运算放大器的同相输入端接地，反相输入端通过一第二电 阻与所述的第三运算放大器的输出端相连，输出端与所述的反相比例环节的输入端相连， 所述第一运算放大器的反相输入端和输出端之间还连接有一第二电容；所述的反相比例环节接收所述积分环节输出的信号，该反相比例环节的输出端通 过一第三电阻与所述的第三运算放大器的反相输入端相连以构成第一反馈回路；所述双二次环跟踪带通积分电路还包括反馈回路模拟电子开关和第二模拟电子 开关，所述的反馈回路模拟电子开关和第二模拟开关接收同一控制端输出的脉宽调制信 号，所述的第二模拟开关与所述的第二电阻串联，所述的反馈回路模拟电子开关串接于第 一、三电阻相互连接的一端和第三运算放大器的反相输入端之间，或者分别串接于第一、三 电阻所在的支路上。上述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其中，所述的反馈回路模拟 电子开关串接于第一、三电阻相互连接的一端到第三运算放大器的反相输入端之间。上述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其中，所述的反馈回路模拟电子开关为两个，分别串接于所述的第一电阻所在的支路和第二电阻所在的支路上。上述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其中，所述的一个反馈回路 模拟电子开关连接于所述的第三电阻和第三运算放大器的反相输入端之间或者连接于所 述的第三电阻和反相比例环节的输出端之间；所述的另一个反馈回路模拟电子开关连接于 所述的第一电阻与第三运算放大器的反相输入端之间或者连接于所述的第一电阻与所述 的第三运算放大器的输出端之间。上述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其中，所述的第二模拟电子 开关连接于所述的第三运算放大器的输出端与第二电阻之间或者连接于所述的第二电阻 与第一运算放大器的反相输入端之间。本实用新型的有益效果是本实用新型的电路具有带通跟踪滤波功能，并且同时 还具有对中心频率处信号进行积分的功能，本实用新型适合于要求对某一频率信号进行积 分而该信号混有其他频率干扰信号的场合，具有结构简单、设计方便的优点。
图1是本实用新型的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路的第一实施例 的电路图；图2是本实用新型的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路的第二实施例 的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。请参阅图1和图2，图中示出了本实用新型的一种基于脉宽调制的双二次环跟踪 带通积分电路，包括积分环节1以及反相比例环节2，积分环节1包括有一第一运算放大器 3，其中双二次环跟踪带通积分电路包括一第三运算放大器4，该第三运算放大器4的同 相输入端接地，反相输入端通过一第四电阻R4接收输入信号，其输出端与积分环节1相连， 第三运算放大器4的反相输入端和输出端之间还连接有一第一电容C1以及与该第一电容 C1并联连接的第一电阻R1，第三运算放大器4的输出端经第一电阻R1和第一电容C1与第三 运算放大器1的反相输入端相连以构成第二反馈回路6 ；积分环节1中的第一运算放大器3的同相输入端接地，反相输入端通过一第二电 阻&与第三运算放大器4的输出端相连，输出端与反相比例环节2的输入端相连，第一运 算放大器1的反相输入端和输出端之间还连接有一第二电容C2 ；反相比例环节2接收积分环节1输出的信号，该反相比例环节2的输出端通过一 第三电阻R3与第三运算放大器4的反相输入端相连以构成第一反馈回路5 ；双二次环跟踪带通积分电路还包括反馈回路模拟电子开关和第二模拟电子S2开 关，反馈回路模拟电子开关和第二模拟开关S2接收同一控制端C输出的脉宽调制信号，第 二模拟开关S2与第二电阻&串联，反馈回路模拟电子开关串接于第一、三电阻礼、R3相互 连接的一端和第三运算放大器4的反相输入端之间，或者分别串接于第一、三电阻礼、R3所 在的支路上。4[0023]第二模拟电子开关S2连接于第三运算放大器4的输出端与第二电阻R2之间或者 连接于第二电阻&与第一运算放大器3的反相输入端之间。请参见图1，该实施例中，反馈回路模拟电子开关为一个，即反馈回路模拟电子开 关Si，该开关串接于第一、三电阻I^、R3相互连接的一端和第三运算放大器4的反相输入端 之间。请参见图2，为本实用新型的第二实施例，在该实施例中，反馈回路模拟电子开关 为两个，分别为Sl和S3，该两个开关分别串接于第一、三电阻队、R3所在的支路上，其中一个反馈回路模拟电子开关S3连接于第三电阻R3和第三运算放大器4的反相输 入端之间或者连接于的第三电阻民和反相比例环节2的输出端之间；另一个反馈回路模拟 电子开关Sl连接于第一电阻R1与第三运算放大器4的反相输入端之间或者连接于第一电 阻R1与第三运算放大器4的输出端之间。本实用新型的电路在双二次环环带通滤波电路中嵌接了反馈回路模拟电子开关 和第二模拟电子S2。反馈回路模拟电子开关和第二模拟电子S2可以通过在控制端C加入 控制信号来控制其打开或闭合。在本实用新型中，假定在C端接逻辑高电平，反馈回路模拟 电子开关和第二模拟电子S2闭合，而在C端接逻辑低电平，反馈回路模拟电子开关和第二 模拟电子S2断开。本实用新型的一种基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路的控制方法，包括 如下步骤在控制端输入周期为T的脉宽调制控制信号，在一个周期中模拟电子开关闭合的 时间为Tt，其中脉宽调制控制信号的周期T是根据被积分信号频率f来确定的7 = 4;nf开关闭合时间Tt即导通时间为C =^Γ；η为脉宽调制控制信号的频率与被积分信号频率的倍数，η大于等于100，fT为全 导通频率。工作原理本实用新型通过在在控制端C输入合适的脉宽调制信号，控制反馈回路模拟电子 开关和第二模拟电子S2的通断，改变电阻的等效值，即第一电阻队、第二电阻&、第三电阻 R3的等效值，从而改变电路的输入输出特性。在C端输入周期为T的控制信号，在一个周期 中开关闭合的时间为TT，Tt为根据需要而设计的固定值，则在周期T内第一电阻队的等效 平均值为T^le=-■’(1)式中，Tt为开关控制导通时间，为固定值；T为开关控制信号的周期。为使在一个 周期T内反馈电阻的等效值尽量恒定，可取开关控制信号的频率为被积分信号频率的η倍， 根据试验结果，一般取η > 100。则有D T D η/Τ D fTD OJ1 D K = -Ri = -^R1 = ^Ri = ^Ri⑵Tr η! T f ω5[0038]式中，f为被积分信号频率，ω为被积分信号角频率，fT、《^尔为全导通频率、全 导通角频率，为固定值。显然，当信号频率为fT时，Rle即为队。类似地，R2, R3的等效平均值为
权利要求1.一种基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，包括积分环节以及反相比例环 节，所述积分环节包括有一第一运算放大器，其特征在于，所述的双二次环跟踪带通积分电路包括一第三运算放大器，该第三运算放大器的同相 输入端接地，反相输入端通过一第四电阻接收输入信号，其输出端与所述的积分环节相连， 所述第三运算放大器的反相输入端和输出端之间还连接有一第一电容以及与该第一电容 并联连接的第一电阻，所述第三运算放大器的输出端经第一电阻和第一电容与所述第三运 算放大器的反相输入端相连以构成第二反馈回路；所述积分环节中的第一运算放大器的同相输入端接地，反相输入端通过一第二电阻与 所述的第三运算放大器的输出端相连，输出端与所述的反相比例环节的输入端相连，所述 第一运算放大器的反相输入端和输出端之间还连接有一第二电容；所述的反相比例环节接收所述积分环节输出的信号，该反相比例环节的输出端通过一 第三电阻与所述的第三运算放大器的反相输入端相连以构成第一反馈回路；所述双二次环跟踪带通积分电路还包括反馈回路模拟电子开关和第二模拟电子开关， 所述的反馈回路模拟电子开关和第二模拟开关接收同一控制端输出的脉宽调制信号，所述 的第二模拟开关与所述的第二电阻串联，所述的反馈回路模拟电子开关串接于第一、三电 阻相互连接的一端和第三运算放大器的反相输入端之间，或者分别串接于第一、三电阻所 在的支路上。
2.根据权利要求1所述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其特征在于， 所述的反馈回路模拟电子开关串接于第一、三电阻相互连接的一端到第三运算放大器的反 相输入端之间。
3.根据权利要求1所述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其特征在于， 所述的反馈回路模拟电子开关为两个，分别串接于所述的第一电阻所在的支路和第二电阻 所在的支路上。
4.根据权利要求3所述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其特征在于， 所述的一个反馈回路模拟电子开关连接于所述的第三电阻和第三运算放大器的反相输入 端之间或者连接于所述的第三电阻和反相比例环节的输出端之间；所述的另一个反馈回路 模拟电子开关连接于所述的第一电阻与第三运算放大器的反相输入端之间或者连接于所 述的第一电阻与所述的第三运算放大器的输出端之间。
5.根据权利要求1所述的基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，其特征在于， 所述的第二模拟电子开关连接于所述的第三运算放大器的输出端与第二电阻之间或者连 接于所述的第二电阻与第一运算放大器的反相输入端之间。
专利摘要本实用新型公开了一种基于脉宽调制的双二次环跟踪带通积分电路，包括积分、反相比例环节，其中积分环节包括第一运算放大器。本实用新型包括输出端与积分环节相连的第三运算放大器，反相输入端和输出端之间连有第一电阻和第一电容；第一运算放大器的输出端与反相比例环节相连；反相比例环节的输出端与第三运算放大器的反相输入端通过第三电阻相连；本实用新型还包括接收同一控制端输出信号的串接于第一、三电阻相互连接的一端到第三运算放大器的反相输入端之间、或者分别串接于第一、三电阻支路上的反馈回路模拟电子开关、和与第二电阻串联的第二模拟电子开关。本实用新型将频率跟踪滤波功能和积分功能的实现合二为一，电路结构简单。
文档编号H03H7/01GK201839261SQ20102055396
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者田社平, 秦琳 申请人:上海辛克试验机有限公司