2017年电赛题目-自适应滤波器
电赛题目解析之自适应滤波器
首先来看看题目： 2017全国大学生电子设计竞赛题目
这道题有很多发挥空间，本文将介绍三种电路：
- 数字电位器移相模拟电路
- 压控移相模拟电路
- 数字方法
一、数字电位器移相模拟电路
对于前级的加法器比较简单，这里贴出一种使用OPA209实现的常规做法：
输入端分别输入A信号和B信号就可以实现A+B，因为信号频率很低不涉及到阻抗匹配问题，所以这种接法没有问题。
接下来是移相器部分：
移相器部分要求不对信号的幅值作用，只改变相位，所以首先想到的就是全通滤波器，题目要求移相范围为0-180°，二阶全通移相范围为0-360°，可以实现，但是调节比较复杂，这里采用一阶全通滤波器的方法。
首先看一阶全通滤波器的电路拓扑：
先从滞后型全通开始说起，该电路的传递函数为
所以电压增益的模为：
电压相移为：
其中，
我们可以通过调节R的值来调节截止频率，从而调节移相角度。当时，移相角度为0°，当R=0时，移相角度为-180°。
同样可以得到超前型全通滤波器的电压相移为：
当时，移相角度为180°，当R=0时，移相角度为0°。
从以上推导可以看出，一阶全通的移相范围已经达到了题目的要求范围，可是能实现吗？
答案是否定的，我们要实现0°的移相必须要交越0°而不是逼近0°，对于180°也是这样。需要对电路形式作出一定处理。
首先对于0°，可以通过添加预移相电路来实现，比如后级电路为0-180°超前一阶移相，前级为固定-30°移相（此处仅为例子，具体角度需要加以计算，后面会讲到），那么两级的移相角度为-30-150°，实现0°移相就比较稳妥。对于180°移相，我们可以采用两级一阶全通串联来实现，从而构成以下电路：
到现在为止，移相电路的整体思路已经完成，接下来进行一些元器件参数的具体计算：
前级固定移相角度为，
.
后级可调移相角度为.
其中，是由数字电位器的分辨率决定的，一般数字电位器的分辨率为128位，所以
根据题目条件，频率变化范围为10kHz-100kHz，所以得到以下约束条件：
最小移相角小于0°：
最大移相角大于180°：
最小移相角小于0°：
最大移相角大于180°：
待更。。。。