[发明专利]基于忆阻器的二阶低通滤波电路

摘要

基于忆阻器的二阶低通滤波电路，由二极管1N4148、电容和电阻组成，二极管1N4148实现文氏电桥功能，电容和电阻组成RC振荡电路。本新型提出了以一阶广义忆阻器的二极管文氏电桥电路为基础，实现模拟电路中的二阶低通滤波电路，为研究有二极管文氏电桥组成的一阶广义忆阻器提供了一种简便的方法和电路。

主权项

基于忆阻器的二阶低通滤波电路，其特征在于：所述基于忆阻器的二阶低通滤波电路由电阻，电容，忆阻器和运算放大器LF347BN(U2)组成，所述忆阻器是一阶广义忆阻器，由二极管文氏电桥电路及电容和电阻组成，电容和电阻组成RC振荡电路；二极管D1的正极接二极管D4的正极，接忆阻器的输入端，所述二极管D1的负极接电容C0的一端，接二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接二极管D3的负极，接忆阻器的输出端，所述二极管D2的负极接电容的一端，所述二极管D3的负极接二极管D2的正极，接忆阻器的输出端，所述二极管D3的正极接二极管D4的正极，接电容C0的另一端，接地，所述二极管D4的正极接二极管D3的正极，接电容C0的另一端，接地，所述二极管D4的负极接二极管D1的正极，接忆阻器的输入端，所述电容C0的一端接电阻R0的一端，所述电容C0的另一端接电阻R0的另一端，接地；根据二极管文氏电桥的电路得出以下关系式：设定广义忆阻器两端输入电压和电流分别为Vm和Im，电容C0两端电压为V0，其数学模型为：Im=GmVm=2Ise-ρV0sinh(ρVm)]]>dV0dt=2Ise-ρV0cosh(ρVm)C0-V0R0C0-2IsC0]]>其中，ρ＝1/(2nVT)；Is，n和VT分别表示二极管反向饱和电流、发射系数和热电压，由此，可以推导出广义忆阻器的忆导表达式为Gm=2Ise-ρV0sinh(ρVm)Vm,]]>所述运算放大器LF347BN(U2)的负输入端通过电阻Ri2接地，通过忆阻器Rm2接运算放大器LF347BN(U2)的输出端，运算放大器LF347BN(U2)的正输入端通过电阻R2和电阻R3接二阶低通滤波器的输入，通过电容C2接地，通过电阻R2和电容C3接地，运算放大器LF347BN(U2)的正电源端接VCC，负电源端接VEE；根据二阶低通滤波器电路结构得出以下关系式：设二阶低通滤波器的传递函数为Au(s)，二阶低通滤波器的输入电压为Ui2，输出电压为Uo2，运算放大器U2的正输入端电压为Up，电容C3上的电压为UM，根据运算电路“虚短”，“虚断”和拉普拉斯变换原则得出：Au(s)=(1+Ri2Gm)·Up(s)Ui2(s)=(1+Ri2Gm)·Up(s)UM(s)·UM(s)Ui2(s)]]>当C2＝C3＝C，R2＝R3＝R时Up(s)UM(s)=11+sRC]]>UM(s)Ui2(s)=1sC//(R+1sC)R+[1sC//(R+1sC)]]]>Au(s)=(1+Ri2Gm)11+3πRC+(sRC)2]]>令s＝jω，A·u=1+Ri2Gm1-(ff0)2+j3ff0.]]>