专利名称:通用阻抗变换器的制作方法
本实用新型是一种通用阻抗变换器电路。
通用阻抗变换器(Generalized Impedance Converter，简称GIC)是用于有源滤波中的一种元件，它可以构成回转器、模拟电感、频率相关负电阻(Frequency Dependent Negative Re－sistor，简称FDNR)等。
通常的GIC电路是由两只运算放大器和五只阻容元件组成的，如美国专利3573647、4074215以及其它文献介绍的一些GIC电路，因受到一般运算放大器非理想特性，即增益有限，输入电阻有限，带宽有限，输出电阻非零等的限制，很难获得高Q值和高频特性。
本实用新型给出了用两只差动放大器和五只阻容元件组成的一种新的GIC电路，该电路对两只差动放大器性能要求不高，通过对电阻元件的调配，可使构成的模拟电感和FDNR达到很高的Q值，此外该电路还能由少量的双极型或场效应晶体管分立元件实现，从而获得很高的工作频率。
附图1为本实用新型的电原理图。
附图2为本实用新型用作高Q值模拟电感滤波器的一个实施例。
附图3为本实用新型用作高Q值FDNR滤波器的一个实施例。
本电路由差动放大器A1、A2和五只阻容元件Z1、Z2、Z3、Z4、Z5组成，其特征是A1的反相输入端与a端之间由阻容元件Z1相连，其同相输入端与公共地线b端之间由阻容元件Z4相连，此外，A1的同相输入端和反相输入端分别与A1的输出端接有电阻元件Z3和Z2；A2接成电压跟随形式，其同相输入端与a端相连，其反相输入端与输出端相连并通过阻容元件Z5与A1的同相输入端相连。
若A1和A2是理想的差动运算放大器，在Z1Z3＝Z2Z4的情况下，附图1中a、b端的输入阻抗为Zin＝ (Z1Z4)/(Z5)(1)当Z1、Z2、Z3、Z4为电阻元件时，该电路构成一个回转器；(2)当Z1、Z2、Z3、Z4为电阻元件，Z5为电容元件时，a、b端等效为一个接地的模拟电感；(3)当Z2、Z3、Z5为电阻元件，Z1和Z4为电容元件时，a、b端等效为一个接地的FDNR。
本实用新型实施为高Q值的模拟电感和FDNR的要点在于调配电阻元件Z2或Z3的阻值，它能补偿因差动放大器非理想特性以及电容元件的损耗等因素而导致Q值的降低，因此，A1和A2即使采用普通增益或低增益的差动放大器，也能获得很高的Q值。
本实用新型在高频情况下的实施方法是用简单的双极型或场效应晶体管差动放大器代替A1，用双极型或场效应晶体管射极或源极电压跟随器代替A2，调配Z2或Z3的阻值，可使这种简单的分立元件组成的GIC电路胜任几百KHZ至2MHZ以上的工作频率，Q值也在200以上，从而克服现有技术中因运算放大器有限带宽而无法工作于高频的缺陷。
附图2为实用新型的模拟电感构成二阶高通滤波器的一个实施例，在频率3400HZ附近，用高增益运算放大器，Q值可达8000以上，用低增益或中增益运算放大器，Q值也可达1000以上。
附图3为本实用新型用作高Q值FDNR构成二阶低通滤波器的一个实施例，在频率7200HZ附近，用高增益运算放大器，Q值可达7000以上，用低增益或中增益运算放大器，Q值也可达1000以上。
本通用阻抗变换器电路可广泛用于信号处理、通讯、仪器仪表等领域中用模拟电感取代无源电感的场合以及各种滤波环节等。
权利要求
1.由两个差动放大器A1、A2和五只阻容元件Z1、Z2、Z3、Z4、Z5组成的通用阻抗变换器，其特征是A1的反相输入端与a端之间由阻容元件Z1相连，其同相输入端与公共地线b端之间由阻容元件Z4相连，此外，A1的同相输入端和反相输入端分别与A1的输出端接有电阻元件Z3和Z2；A2接成电压跟随形式，其同相输入端与a端相连，其反相输入端与输出端相连并通过阻容元件Z5与A1的同相输入端相连。
2.根据权利要求
1所述的通用阻抗变换器 ，其特征是对差动放大器A1和A2的增益等性能要求不高，通过调配电阻Z2或Z3的阻值，可使该电路构成的模拟电感和频率相关负电阻获得很高的Q值。
3.根据权利要求
1所述的通用阻抗变换器 ，其特征是若A1采用简单的双极型或场效应晶体管差动放大器，A2采用双极型或场效应晶体管射极或源极电压跟随器，通过调配Z2或Z3的阻值，则该电路可工作在几百KHZ至2MHZ以上的频率，并获得较高的Q值。
专利摘要
本实用新型提供了一种新的通用阻抗变换器电路，该电路由两个差动放大器和五只阻抗元件构成，并且对差动放大器的性能要求不高，通过调配电阻元件的阻值，可以使模拟电感和频率相关负电阻获得很高的Q值，用简单的分立器件实现时，还可以达到很高的工作频率，可广泛用于信号处理、通讯、仪器仪表等领域中用模拟电感取代无源电感的场合，以及各种滤波环带等。
文档编号H03H11/46GK86205529SQ86205529
公开日1987年6月17日 申请日期1986年8月1日
发明者于志平 申请人:武汉地质学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan