[发明专利]具有可调整的滤波器频率的模拟滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及具有可调整频率的模拟滤波器。这样的滤波器的示例包括具有可调整的中心频率的带通滤波器和具有可调整的阻挡频率的带阻滤波器。

背景技术

存在大量电子电路，其中应用了具有可调整频率的模拟滤波器。

一个典型的示例是测量装置的电路，这种电路中这些滤波器被用来例如用于对使用传感器记录的测量信号进行滤波。

在这些测量装置中，存在使用超声波工作的填充水平测量装置，在该情况下，优选地在其谐振频率下运行的超声波传感器向填充物质发送短超声波脉冲，并且在依赖于填充水平的传播时间后，接收它们从填充物质表面反射回传感器的回波信号。在该情况下，传感器不仅接收具有谐振频率的所需信号，而且接收干扰信号。通常，干扰信号具有与谐振频率不同的干扰频率，并且由相应的滤波来抑制。为此，通过与超声波传感器的谐振频率匹配的带通滤波器，从传感器的接收信号滤除测量信号。然而，谐振频率在传感器之间不同，并且通常依赖于温度。为了能够覆盖可能产生的谐振频率的全部范围，例如，向带通滤波器应用固定的中心频率和很大的带宽。然而，在该情况下，带通滤波器的带宽越大，则干扰信号抑制越差。

替代地，应用可调带通滤波器。一个示例是具有多个交叉耦合的有源带通滤波器，在该情况下，经由可变电阻可调整中心频率。图1示出用于这一点的实施例的示例。在该情况下，相对于参考电势的输入电压U_e落在与具有恒定放大率的放大器V_u的反相输入串联连接的第一电阻器R₁和第一电容器C上。放大器V_u的非反相输入位于参考电势。经由相等电容的第二电容器C向位于第一电阻器R₁和第一电容器C之间的第一节点反馈放大器V_u的输出信号，并且与之并联地经由第二电阻器R₂向位于第一电容器C和反相输入之间的第二节点反馈放大器V_u的输出信号。另外，第一节点经由第三电阻器R₃连接到参考电势。这个带通滤波器的输出信号是在放大器V_u的输出处呈现的相对于参考电势的输出电压U_a。然而，这个滤波器由于电阻而显示大量的噪声，精确地在测量信号的滤波的情况下，例如它们在超声波填充水平测量装置的情况下存在的情况下，这种噪声产生很大干扰。

相反，无源滤波器表现出很小量的噪声。然而，存在下述缺点：只能通过连接或断开确定滤波器频率的电感器和电容器或通过使用机械可调整的电感器和电容器来改变滤波器频率。例如在DE 102006052873A1中描述了这样的可调滤波器。在此描述的滤波器的核心是LC振荡电路，该振荡电路包括电感器和不可调谐的电容器，特别是变容二极管。然而，变容二极管具有例如在几个微微法的数量级上的小电容，使得这些滤波器仅适合于滤波极高频率的信号。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有可调整的滤波器频率的低噪声模拟滤波器。

为此，本发明在于一种具有可调整的滤波器频率的模拟滤波器，包括：

-振荡电路

--其谐振频率等于滤波器的滤波器频率，

--其具有第一电路分支，其中布置了第一频率确定元件，

--其具有与第一电路分支并联或串联的第二电路分支，其中，在第二电路分支中布置了第二频率确定元件，其中

--频率确定元件的一个是电容器并且另一个是电感器；以及

-在所述两个电路分支的一个中安装的具有可调整放大率的放大器，

--其输出经由在这个电路分支中布置的频率确定元件与其反相输入连接，并且

--其在滤波操作中根据所述调整的放大率来放大施加于在这个电路分支中布置的频率确定元件上的电压，并且由此实现流过这个

频率确定元件的电流的相应改变。

在第一实施例中，调整的放大率大于1，并且放大器增大流过所述频率确定元件的电流。

在第二实施例中，调整的放大率小于1，并且放大器减小通过所述频率确定元件的电流。

在第一变化形式中，

-滤波器是带通滤波器，并且滤波器频率是其中心频率，并且

-振荡电路是并联振荡电路，其中第一电路分支和第二电路分支并联。

另外，本发明包括第一变化形式的另外的发展，在该情况下

-在所述电路分支的另一个中，同样应用具有可调整放大率的放大器，