基于复数滤波器的三相锁相环技术改进策略

提出了一种改进型前置复数滤波器PLL(Complex Coefficient Filter PLL,CCF-PLL),以增强锁相环在非理想电网条件下的估计性能。此方案在传统的CCF-PLL基础上,提出利用二阶广义积分器(Second-Order Generalized Integrator,SOGI)滤波以及改变复数滤波器的反馈信号的方案,来增强其在非理想电网条件的估计性能。对传统CCF-PLL和改进型CCF-PLL的性能进行仿真测试,测试结果验证了所提方案的有效性。

具有复数滤波器结构锁相环的并网逆变器对弱电网的适应性研究

针对传统的同步旋转坐标系锁相环结构的逆变器并网系统,结合复数滤波器基波正序电压提取特性,构建具有复数滤波器结构锁相环的逆变器并网系统(CFPLL-GIS)。在此基础上充分考虑锁相环影响,建立CFPLL-GIS的阻抗模型,并通过基于阻抗的稳定性判据分析,说明复数滤波器结构的引入可以提高逆变器并网系统等效输出阻抗在中频段内的相角,能够显著改善逆变器并网系统对弱电网的适应能力;同时结合CFPLL-GIS的结构特点并以逆变器并网系统的环路增益为设计指导,提出一种逆变器并网系统等效输出阻抗重塑控制策略,改善系统的阻抗特性,保证逆变器并网系统具有充足的稳定裕度,进一步拓宽CFPLL-GIS对电网阻抗的适应范围。最后,通过仿真和实验验证了本文理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

基于复数滤波器和非特征次谐波注入的电网阻抗估算方法

在微电网系统中,通过对电网阻抗的辨识可改善微电网变流器的控制性能,并可用于判断电网并离网状态。为此,基于非特征次谐波注入的电网阻抗估算方法,采用复数滤波器提取电压和电流信号中非特征次谐波进行电网阻抗估算。详述了复数滤波器的设计方法,并从非特征次谐波提取精度和动态性能等方面对复数滤波器的参数设计进行了分析。仿真和实验结果验证了所提电网阻抗估算方法的可行性。

弱电网下基于复数滤波器的并网电压前馈控制策略

随着分布式逆变并网电源的广泛部署,电网所需的传输线路不断增长,再加上配电变压器漏感等因素的影响,电网越来越表现出弱电网特性。在弱电网情况下,为减小电流稳态误差,并网电压比例前馈系统得到了广泛应用,然而由于其引入了与电网阻抗相关的正反馈回路,导致系统相角裕度大幅降低,严重影响并网逆变器的稳定性。以三相LCL并网逆变器为例,通过伯德图分析电网阻抗对并网逆变器稳定性的影响,提出在并网电压比例前馈环节串联复数滤波器的控制方案。分析表明该方案可以提高弱电网条件下并网逆变器的稳定性。最后搭建了三相5 kW并网逆变器仿真模型,验证了该方案的有效性。

一种Gm-C复数滤波器频率调谐电路

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,设计了一个Gm-C复数滤波器的频率调谐电路。基于PLL锁相技术,利用工作于深线性区的NMOS管和MiM电容组成的环形振荡器检测频率参数偏差,并自动调谐到希望值。仿真和测试结果表明,该电路能将频率偏差降低到3%以下。

改进型解耦自适应复数滤波器的锁相环研究

为了消除因三相电压不对称、频率突变、相位突变和注入谐波等不平衡电网环境对传统锁相方法的影响,提出了一种准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。介绍了静止坐标系锁相环(αβ-PLL)的基本结构,分析了静止坐标系锁相环工作的基本原理。基于此,引入具有极性选择性的正、负序一阶复数滤波器,通过改进滤波结构、合理选择其参数,在αβ坐标系下实现了正序基波电压的准确提取。仿真结果表明,该方法能更快速准确地检测基波正序电压的幅值、频率及相位。

一种射频前端宽带复数滤波器电路的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,设计实现了一款7阶OTA-C复数滤波器电路。该电路适合应用于低中频结构的卫星导航射频前端芯片。滤波器的带宽设计为25 MHz,中心频率为15.4MHz,镜像抑制大于30 dB。设计中,采用基于VCO锁相环结构的片上频率修正电路。滤波器消耗的总电流为4 mA,工作电压1.8 V。

一种低功耗跨导电阻电容型镜像抑制复数滤波器

针对无线传感网(WSN)对射频接收机低功耗的要求,提出了一种适用于WSN低中频接收机的一阶跨导电阻电容型(Gm-R-C)镜像抑制复数滤波器。该结构采用2个低功耗的全差动Gm单元和R-C负载对同相/正交输入信号进行低通滤波,频率变换则通过另外2个交叉耦合的差动Gm单元来实现。在详细分析一阶单元线性度、中心频率和调节范围的基础上,采用0.35μm CMOS工艺设计了一个4阶巴特沃斯复数滤波器,带宽为160kHz,中心频率为300kHz。在1%的器件失配下,仿真得到的镜像抑制比达到50dB,带内的输入3阶截取点功率为25.1mW,通带增益为18dB,输入参考噪声均方根电压值为35μV;在2.7 V电源电压下,滤波器消耗总电流仅为760μA。仿真结果表明,滤波器的各项性能均满足WSN系统的需求并具有较低的功耗。

双模式复数滤波器电路设计

采用0.18μm CMOS工艺,实现了一款中心频率和带宽可调节的OTA-C复数滤波器。通过设置控制字,可以控制复数滤波器的带宽和中心频率,形成窄带和宽带两种模式。滤波器的带宽设计为5 MHz和25 MHz,中心频率分别为4 MHz和15.4 MHz。窄带滤波器镜像抑制大于30dB(测试),宽带滤波器镜像抑制大于40 dB(仿真)。设计中,采用了基于VCO锁相环结构的片上频率修正电路。滤波器消耗的总电流分别为1.7 mA和2.5 mA。仿真结果与测试结果非常吻合。

复数滤波器型锁相环的改进控制策略

将复数滤波器(CCF)应用于锁相环(PLL)是一种新型的电网同步技术。为进一步提高CCF-PLL的动态性能,提出了一种可增大系统相角裕度的改进算法。该控制策略是将输出角频率的单位反馈改为其比例项和积分项分别进行线性反馈。积分项的单位反馈保证了系统的准确性,比例项的线性反馈可调节相角裕度、改善动态性能。研究发现,所提PLL的相角裕度可达45°,动态指标大幅提升。最后进行了仿真和实验验证,结果表明:相比CCF-PLL,所提PLL在电网变化时各输出量的超调更小、动态品质更佳。

一种有源RC复数滤波器的设计方法

提出了一种采用有源RC滤波器实现复数滤波器时可快速确定无源器件参数值的设计方法.设计了一款中心频率为2MHz,带宽为2.4MHz的有源RC复数滤波器,并对自动频率调谐系统进行了分析.

复数滤波器组的优化及其在通信系统中的应用

文章提出了一种生成复数滤波器组的优化算法,给出了基于复数滤波器组调制的通信系统的模型。仿真结果表明,通信系统采用优化生成的复数滤波器组调制时的性能比采用对比的复数滤波器组调制时的性能好,且当采用双天线分集接收时,系统误比特率性能得到进一步改善。

基于gyrator结构复数滤波器稳定性分析

分析了滤波器电路振荡的可能以及产生振荡的原因,对其中各个环路都进行了稳定性分析.为了保证各个共模环路的稳定性,最粗略的估计要求跨导单元的共模增益小于0.6.在此稳定性分析的基础上,设计了复数滤波器电路,并给出了仿真和测试结果.

一种低功耗自动频率修正的复数滤波器设计

采用当前主流的0.18μm RFCMOS工艺,设计实现了一款低功耗五阶OTA-C复数滤波器电路,该电路应用于低中频结构的GPS射频前端芯片中。滤波器的频率修正电路没有采用基于锁相环的常规结构,而是设计了一种带有频率修正功能的自偏置电流基准,来补偿工艺、温度变化的影响。滤波器的带宽为3MHz,中心频率为4.092MHz,镜像抑制大于30dB,10MHz频率处的阻带抑制大于40dB。滤波器的通带增益为10dB,消耗的总电流为0.8mA,工作电压为1.8V。理论仿真结果和测试结果能够很好地符合。

开关电容复数滤波器及其应用的研究

研究开关电容复数滤波器(SCCF)的级联实现及其在负通滤波中的应用。进行了SC复数负通滤波器实例设计,并给出了其衰减特性的计算机模拟结果。

基于二阶复数滤波器辅助通道参数搜索的杂波抑制方法

由于雷达接收到的运动杂波具有多普勒中心频率及带宽时变的特性 ,利用辅助参数搜索通道 ,本文结出准实时估计杂波抑制滤波器准最佳参数的距离分段杂波抑制方法 ;并结合常用的二阶复数滤波器幅频特性及其对于正交双通道输入的时域实现方法说明其工作原理 ,概述了在工程应用中目标保护、距离分段。

一种4 MHz复数滤波器及其自动调谐系统的设计

介绍了一种基于蛙跳式低通滤波器原型综合而成的复数滤波器。该电路具有较低的灵敏度,从而提高了稳定性。滤波器的自动调谐系统具有设计简单、精度易控制等特点,并可在调谐完成后关闭,减少了功耗以及与滤波器的互扰。电路采用0.18μm CMOS工艺设计,滤波器的中心频率为4 MHz,带宽为2 MHz,增益约为0 dB,可达到约53 dB的镜像抑制比,调谐精度可以控制在3%左右,功耗为7.5 mW。

基于伪差分结构跨导器的Gm-C复数滤波器设计

提出了一种可以灵活配置共模反馈模块的伪差分结构跨导器.跨导器具有高线性度以及高输入动态范围,输入输出共模可以设置在同一电平,能方便用于滤波器级联设计.提出了一种频率控制方法,用于实现复数滤波器中心频率的自动调节.该频率调谐电路主要由基本数字电路和一个振荡器构成,与传统的锁相环结构相比,更加适合在低功耗应用场合.基于该方法,设计了一个3阶巴特沃斯Gm-C复数滤波器并采用Chrt35dg 2P4M CMOS工艺进行流片.试验结果表明,该滤波器能够达到足够的镜像抑制能力来满足IEEE802.15.4协议的要求.

一种适用于IEEE802.15.4协议的全集成CMOS复数滤波器

复数滤波器是低中频结构接收机中的一个重要模块,起到镜像抑制的作用。该文针对IEEE802.15.4的低功耗要求,提出了一种可以灵活配置共模反馈模块的伪差分结构OTA,该OTA具有内部共模前馈和共模检测功能,适用于级联应用。基于该OTA结构实现了一个3阶巴特沃斯Gm-C复数滤波器,中心频率在1MHz,带宽1.3MHz,带内群延时波动小于0.16μs,镜像抑制能力满足IEEE802.15.4协议要求。该文还提出了一种频率调节方法,用于控制复数滤波器的中心频率,与传统的锁相环结构相比,该调谐电路结构简单,适合在低功耗应用场合。

一种低功耗双模式有源RC复数滤波器

基于g_m/I_D设计方法和电流复用型折叠共源共栅运算放大器结构,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于卫星接收机的低功耗可自动调谐双模式有源RC复数滤波器。引入了调零电阻,补偿由非理想运算放大器引起的Q值升高导致的通带纹波性能恶化。同时,引入了全集成调谐电路模块,补偿无源器件在IC制造中因工艺偏差导致的频率响应偏移。仿真结果表明:滤波器分别工作在GPS-L1和BD-B1模式,中心频率为4.092 MHz(带宽2 MHz)和6 MHz(带宽4MHz)时,镜像抑制比分别为65dB和61dB,增益分别为2dB和-1dB。滤波器芯片面积为0.6mm^2,在1.8V电源电压下,功耗仅为1.75mW。