Allpass網(wǎng)絡(luò)在寬頻率范圍內(nèi)偏移90度

Allpass網(wǎng)絡(luò)廣泛用于通信和信號處理應(yīng)用。一個例子是用于產(chǎn)生單邊帶信號的90度移相網(wǎng)絡(luò)（帶混頻器）。在圖1中，兩個全通電路的轉(zhuǎn)折頻率（由輸出RC網(wǎng)絡(luò)決定）相差7.5倍。結(jié)果是輸出相位差在很寬的頻率范圍內(nèi)保持接近90度。

與低通、帶通和其他幅度整形濾波器不同，全通濾波器能夠在不影響其幅度的情況下改變信號的相位。對于一階全通，傳遞函數(shù)如下：

當(dāng)您將變量“s”從零 （DC） 掃描到無窮大時，H（s） 的符號從正號變?yōu)樨?fù)號，表示相位從零到 180° 的變化。您可以使用兩個寬帶跨導(dǎo)放大器（WTA）實(shí)現(xiàn)此功能，如圖1虛線所示。

圖1.兩個寬帶跨導(dǎo)放大器（虛線）產(chǎn)生一個全通網(wǎng)絡(luò)。如圖所示，將兩個這樣的網(wǎng)絡(luò)組合在一起會產(chǎn)生兩個輸出，它們之間具有恒定的90°相移（相對于頻率）。

WTA的傳遞函數(shù)為I外= 8V在/Z，其中“8”是內(nèi)部常數(shù)，Z是增益設(shè)置阻抗。大多數(shù)跨導(dǎo)放大器應(yīng)用都需要阻性Z軸，但WTA具有一種不同尋常的功能，可以合成allpass函數(shù)：它允許您連接電感器、電容器或任何其他Z阻抗網(wǎng)絡(luò)。外= I外跟外，因此電壓放大的傳遞函數(shù)為 V外/在在= 8（Z外/Z）。單位增益要求 Z = 8Z外，如圖所示。

全通電路將阻性Z WTA （IC1）與電容Z WTA （IC2）相結(jié)合。在低頻時，電路的輸出電流由IC1主導(dǎo)，因?yàn)镃1的高阻抗產(chǎn)生低I外來自IC2。上升頻率會降低該阻抗，導(dǎo)致來自IC2的電流在高頻下占主導(dǎo)地位。此外，IC2反相而IC1不反相，這提供了直流時同相單位增益和高頻反相單位增益的預(yù)期效果。

Allpass網(wǎng)絡(luò)廣泛用于通信和信號處理應(yīng)用。一個例子是用于產(chǎn)生單邊帶信號的90°移相網(wǎng)絡(luò)（帶混頻器）。在圖1中，兩個全通電路的轉(zhuǎn)折頻率（由輸出RC網(wǎng)絡(luò)決定）相差7.5倍。結(jié)果是輸出相位差在寬頻率范圍內(nèi)保持接近90°。

這種 allpass 性能可以通過兩種方式來說明。網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)（圖2）顯示0.2dB幅度變化和90kHz至7kHz（180：740范圍）的相位差為4° ±1°。示波器的XY顯示器提供了另一種評估90°偏差的方法：恒定的90°產(chǎn)生一個圓，相位偏差會導(dǎo)致跡線變厚，如圖3所示。照片表示從100kHz到800kHz的輸入頻率掃描。

圖2.圖1的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)顯示，在7kHz至0kHz范圍內(nèi)，相位偏差為±2°，幅度偏差為180.740dB。

圖3.示波器的XY顯示給出了圖1電路性能的另一種衡量標(biāo)準(zhǔn)（厚度均勻的完美圓表示恒定的90°相移）。

審核編輯：郭婷