1、 南 京 理 工 大 学 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 教 学 点： 无 锡科技职业学院 专 业： 电子工程 姓 名： 曾凡 学 号： 024910201104 外文出处： History of the development of the filter 附 件： 1.外文资料翻译译文； 2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 滤波器的发展史 1917 年美国和德国科学家分别发明了 LC 滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。 20 世纪 50 年代无源滤波器日趋成熟。自 60 年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了
2、一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小 体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70 年代以后的主攻方向。 一、滤波器发展引言 凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。 导致 RC 有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到 70 年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。 80 年代 ，致力于各类新型滤波器的研究，努
3、力提高性能并逐渐扩大应用范围。 90 年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。 我国广泛使用滤波器是 50 年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。 二、滤波器的分类 滤波器有各种不同的分类，一般有如下几种。 （ 1）按处理信号类型分类 按处理 信号类型分类，可分为模拟滤波器和离散滤波器两大类。其中模拟滤波器又可分为有源、无源、异类三个分类；离散滤波器又
4、可分为数字、取样模拟、混合三个分类。当然，每个分类又可继续分下去，总之，它们的分类可以形成一个树形结构，实际上有些滤波器很难归于哪一类，例如开关电容滤波器既可属于取样模拟滤波器，又可属于混合滤波器，还可属于有源滤波器。因此，我们不必苛求这种“精确”分类，只是让人们了解滤波器的大体类型，有个总体概念就行了。 （ 2）按选择物理量分类 按选择物理量分类，滤波器可分为频率选择、幅度选择、时间选择（例如 PCM 制中的话路信号）和信息选择（例如匹配滤波器）等四类滤波器。 （ 3）按频率通带范围分类 按频率通带范围分类，滤波器可分为低通、高通、带通、带阻、全通五个类别，而梳形滤波器属于带通和带阻滤波器，
5、因为它有周期性的通带和阻带。 滤波器种类繁多，有些是众所周知的，有些可能不为大家所熟悉，下面着重介绍近年来发展很快的几种滤波器。 三、有源滤波器 有源滤波器由下列一些有源元件组成：运算放大器、负电阻、负电容、负电感、频率变阻器（ FDNR）、广义阻抗变换器（ GIC）、负阻抗变换器（ NIC）、正阻抗变换器（ PIC）、负阻抗 倒置器（ NII）、正阻抗倒置器（ PII）、四种受控源，另外，还有病态元件极子和零子。 1965 年单片集成运算放大器问世后，为有源滤波器开辟了广阔的前景。 70 年代初期，有源滤波器发展引人注目， 1978 年单片 RC 有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步
6、。由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了 RC 有源滤波器的频率范围，一般工作频率为 20kHz 左右，经过补偿后，工作频率也限制在 100kHz 以内。 1974 年产生了更高频的 RC 有源滤波器，使工作频率可达 GB/4（ GB 为运放增益与带宽之积）。由于R 的存在，给集 成工艺造成困难，于是又出现了有源 C 滤波器：就是滤波器由 C 和运放组成。这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源 C 滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。但它有一个主要问题：由于各支路元件均为电容，所以运放没有直流反馈通道，使稳定性成为难题。 1982 年由 Geiger、 All
7、en 和 Ngo 提出用连续的开关电阻（ SR）去替代有源 RC 滤波器中的电阻 R，就构成了 SRC 滤波器，它仍属于模拟滤波器。但由于采用预置电路和复杂的相位时钟，使这种滤波器发展前途不大。 总之，由 RC 有源滤波器为原型的各类变种有源滤 波器去掉了电感器，体积小， Q 值可达 1000，克服了 RLC 无源滤波器体积大， Q 值小的缺点。但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于 R 存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（ 20% 30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。尽管有这么多问题， RC 有源滤波器的理论和应用仍在持续发展中。
