Активный @ -фильтр

 

АКТИВНЫЙ 1 С-ФШ1ЬТР, содержащий последовательно соединенные первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит резистор и операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, причем неинверти-г рующий выход операционногоусилителя второго интегратора соединен с входом первого интегратора, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения избирательности ji обеспечения независимой надтройки частоты квазирезонанса и полосы пропускания, между входом и инвертирующим выходом операционного усилителя второго интегратора включена Т-образная РС-цепь, третий вывод которой является входом IKTHB о ного RC-фильтра. . (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1042161

3(50 Н 03 Н 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21)2948962/18-09 (22) 02.07.80 (46 ) 15.09.83, Вюл. Р 34 (72) Ю.И.Лыпарь (71) Ленинградский оРдена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (53) .621.372.543 (088.8) (56) 1.. Кустов О.В., Лундин В.З.

Операционные усилители в линейных цепях. M., "Связь", 1978, с. 92, рис. 5.16б.

2. Авторское свидетельство СССР

9 731559, кл. Н 03 Н 7/12, 1978 (прототип) ° (54)(57) АКТИВНЫЙ РС-ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные е первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит резистор и операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, причем неинверти-. рующий выход операционного усилителя второго интегратора соединен с входом первого интегратора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения избирательности и обеспечения независимой настройки частоты квазирезонанса и полосы пропускания, между входом и инвертирующим выходом операционного усилителя второго интегратора включена Т-образная РС-цепь, третий вывод которой является входом актив- Я ного RC-фильтра.

1042161

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться н различных радиотехнических устройствах.

Известен активный RC -фильтр, содержащий соединенные в. кольцо три интегратора, выполненные на операционных усилителях (1 ).

Однако н известном активном

RС-фильтре использование трех операционных усилителей увеличивает шумы, 10 нелинейные искажения, потребляемую мощность

Наиболее близким к предлагаемому является активный Рс-фильтр, содержащий последовательно соединенные первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит реэйстор и операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, причем неиннертирующий выход операционного усилителя второго интегратора соединен с входом первого интегратора (2 ).

Однако известный фильтр имеет недостаточную избирательность .и не обеспечивает.нозможно<ть независимой настройки частоты квазирезонанса при регулировке, . полосы пропускания.

Цель изобретения — повышение избирательности и обеспечение независимой настройки частоты кназиреэонанса и полосы пропускания.

Поставленная цель достигается тем, что в активном РС-фильтре, содержащем последовательно соеди- З5 ненные первый и второй интеграторы, каждый иэ которых. содержит резистор и операционный у<„илитель, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, причем неинвер- 40 тирующий выход операционного усилителя второго интегратора соединен .свходом первого интегратора,. между .входом и инвертирующим выходом операционного усилителя второго интег- 45 ратора вкюпочена Т-образная RC-цепь, третий вывод которой является входом активного РС-фильтра.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема активного

RC-фильтра; на фиг; 2 и 3 — принци-. пиальные электрические схемы Т-образной RC-цепи, используемой в актинном RC-фильтре.

АктивиЫй RC-фильтр содержит первый и второй интеграторы 1 и 2, Т-об5 разную RC цепь 3. Интеграторы 1 и

2 содержат операционные усилители (ОУ ) 4 и 5, резисторы 6, 7 и конденсаторы 8,9.

Т-образная ЙС-цепь (фиг. 2 ) со- 60 держит конденсатор 10, резисторы

11 и 12.

Т-образная RC-цепь (фиг. 3 ) содержит резисторы 13,14 и конденсаторы 15 ° 65

Активный BC-фильтр работает следующим образом.

Интегратор 2 имеет сдвиг фаз на

1800 на неиннертирующем выходе по отношению к инвертирующему выходу

ОУ. Благодаря этому соединенные н кольцо интеграторы .2 и 1 образуют устройство, близкое к генератору (сдвиг фаз по контуру равен 0 J, но положительные обратные связи отсутствуют. Только конечные значения коэффициентов усиления ОУ и сопротивления утечек конденсаторов интеграторов приводят к тому, что генерация не возникает и получается фильтр с очень большой, но не определенной добротностью. Частота квазирезонанса такого фильтра регулируется резисторами б и 7 интеграторов 1 и 2. Чтобы получить стабильную и управляемую полосу пропускания, введена Т-образная RC-цепь .

3, последовательно соединенные резисторы 11 и 12 (фиг. 2) или 13 и

14 (фиг. 3 ) êoòîðoé и вносят затухание н цепь. Изменение их величины не влияет на частоту кнаэирезонанса, а изменяет только полосу пропускания фильтра.

Если входной сигнал подается на фильтр через конденсатор 10 Т<образной RC-цепи 3 (фиг. 2 ), то на низких частотах сигнал значительно ослабляется этим конденсатором. Кроме .того, сигнал дополнительно ослабляется за счет контура отрицательной обратной связи, обраэонанного резистором 6 и ОУ 4 первого интегратора 1, резистором 7 и ОУ 5 второго. интегратора 2 и реэистивной местной обратной связью, образованной резисторами 11 и 12 Т-образной РС-цепи 3.

На высоких частотах сопротивление конденсаторов 8 и 10. соответственно первого интегратора 1 и Т-образной рС-цепи 3 небольшое, поэтому размыкаются контуры отрицательной обратной связи, но зато возникает дополнительный контур местной емкостной отрицательной обратной связи, который определяет затухание сигналов на высоких частотах. Таким образом, фильтр имеет логарифмическую амплитудночастотную характеристику с асимптотическим наклоном в области низких частот 40 дБ/сек и в области верхних частот, начиная с частоты среза

Фс 20 дБ/дек.

Если входной сигнал подавать на вход интегратора 2 через последовательно соединенные резисторы 13 и

14 (фиг. 3) Т-образной RC-цепи 3, фильтр усиливает сигналы низ-: кой частоты, Так как все контуры, содержащие конденсаторы, разомкнуты и остается только один контур отрицательной обратной связи, прохо» дящей через оба ОУ 4 и 5.. На высо1042161

Составител A.Ìåíüøèêoâà

Редактор Н.Алексеенко Техред С.Мигунова

Корректор О.Билак

Заказ 7146/56 Тираж 936

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ких частотах иэ-за малого сопротивления конденсаторов возникают три дополнительных контура местной емкостной обратной связи, которые вызывают значительное ослабление сигнала.. Частотная характеристика активного РС-фильтра в этом случае имеет.асимптотический наклон в об-. ласти верхних частот 60 дБ/дек.

Так как конденсатор 15 T-образной РС-цепи 3 входит только в контур, вносящий затухание, то частота квазиреэонанса не зависит от него и по-прежнему регулируется только резисторами 6 и 7 интеграторов 1 и 2.

Следовательно, в предложенном фильтре достигается дополнительное затухание на высоких частотах по сравнению с известным.КроМе того, повышение избирательности в предложенном фильтре достигается путем увеличения его добротности при уменьшении частоты f без изменения элементов, определяющих добротность фильтра, когда частота

Е много больше частоты квазирес зонанса. Это при одной и той же добротности уменьшает отношение элементов.и повышает стабильность.

Предлагаемый активный RC -фильтр обладает более высокой избирательностью по сравнению с известным, возможностью независимо настраивать

)5 полосу пропускания и частоту квазирезонанса, что позволяет его применять в более высокодобротных фильт.рах и повышает технологичность изготовления.