Дробный фильтр нижних частот

 

ДРОБНЫЙ ФИЛЬТР НИЖНИХ ЧАСТ содержащий последовательно соединен ные четыре интегрирующие RC-цепи и неинвертируюций усилитель, а также три резистивиых делителя напряжения первый из которых включен между вы ходом неинвертируюадего усилителя и общей шиной, второй - между входом первой интегрирующей RC-цепи и общей шиной, а отвод третьего резисти ного делителя напряжения подключен к конденсатору второй интегрирующей ,RC-цепи, и парафазный усилитель на транзисторе, база которого подкдр)че на к отводу второго рбзистивиого делителя напряжения, при зтом конде саторы первой и четвертой интегрирующих RC -цепей подключены к коллектору транзистора парафазного усилителя и к отводу п-эрвого резистивного делителя напряжения соответственно; вход первой интегрирующей RC -цепи являемся входом фильтра,а выход неинвертирующего усилителя является выходом фильтра, о т личающийс я тем, что с целью повьшения точности фильтрации при обработке нестационарных и кратко временно существующих сигнашов, введены дополнительный пар&фазный усилитель на транзисторе, коллектор которого подключен к конденсатору третьей интегрирующей RC-цепи, и четвертый резистивный делитель напряжения , включенный параллельно входу фильтра, отвод четвертого резистивного делителя напряжения подключен к базе транзистора дополнительного парафазного усилителя, при этом эмич ттеры транзисторов парафазных усилителей через первый и второй введенные резисторы подключены к клходу неинвертирующего усилителя, а третий резистивный делитель напряжения включен параллельно входу фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3511 Н 03 Н 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоескомм свидетельств

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) .3460504/18-09 (22) 01 ° 07.82 (46), 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) В.Б. Ангархаева, Ю.Ф. Мухопад и Г.Н. Славский (7l) Восточно-Сибирский технологический институт (53) 621.372.54 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 807481 кл. Н 03 Н 11/04, 1978 °

2, Авторское свидетельство СССР

9 720695,кл. Н 03 H 11/04, 1977. (54)(57) ДРОБНЫИ ФИЛЬТР НИЖНИХ ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные четыре интегрирующие RC-цепи и . неинвертирующий усилитель, а также . три резистивных делителя напряжения, первый из которых включен между выходом неинвертирующего усилителя и общей шиной, второй - между входом первой интегрирующей RC-цепи и общей шиной, а отвод третьего резистив» ного делителя напряжения подключен к конденсатору второй интегрирующей, Rc-цепи, и парафазный усилитель на транзисторе, база которого подключена к отводу второго резистивного делителя напряжения, при этом конден..SUÄÄ 1061249 А саторы первой и четвертой интегрирую-, щих RC -цепей подключены к коллектору транзистора парафазного усилителя и к отводу и рвого резистивного делителя напряжения соответственно, вход первой интегрирующей RC -цепи является входом фильтра, а выход неинвертирующего усилителя является выходом фильтра,. о т личающийсятем, что, с целью повышения точности фильтрации при обработке нестационарных и кратковременно существующих сигналов, введены дополнительный парафазный .усилитель на транзисторе, коллектор которого подключен к конденсатору третьей интегрирующей RC -цепи, и четвертый резистивный делитель напря-I жения, включенный параллельно входу фильтра, отвод четвертого резистивного делителя напряжения подключен к базе транзистора дополнительного парафазного усилителя, при этом змия ттеры транзисторов парафазных усилителей через первый и второй введенные резисторы подключены к выходу ив неинвертирующего усилителя, а третий резистивный делитель напряжения включен параллельно входу фильтра. ф

1061249

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных радиотехнических цепях.

Известен дробный фильтр нижних частот, содержащий неинвертирующий усилитель, первый и второй резистивные делители напряжения, первый резистинный делитель напряжения включен параллельно ныходу неиннертирующего усилйтеля, а второй - между входом и выходом фильтра, причем вход О неинвертирующего усилителя через последовательно соединенные первый и второй резисторы подключен к нходу фильтра, отвод второго резистивного усилителя напряжения через первый и второй конденсаторы подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а точка соединения первого и второго конденсаторон через третий резистор подключена к отводу первого резистивного делителя напряжения, а также усилитель на транзисторе, база которого подключена к входу фильтра, а коллектор — к точке соединения первого и второго кондесаторов, при этом третий конденсатор включен между входом неинвертирующего усилителя и общей шиной r.12.

Однако известный дробный фильтр нижних частот имеет недостаточный порядок реализуемой им функции передачи для фильтрации нестационарных и кратковременно существующих сигналов °

Наиболее близким к изобретению 35 является дробный фильтр нижних час тот, содержащий последовательно соединенные четыре интегрирующих Rc-цепи и неинвертирующий усилитель, а также три резистивных делителя нап- 40 ряжения, первый из которых включен между выходом неинвертирующего усилителя и общей шиной, второй — между входом первой интегрирующей RC †цепи и общей шиной, а отвод третьего резистивного делителя напряжения подключен к конденсатору второй интегрирующей РС-цепи, и парафаэный усилитель на транзисторе, база которого подключена к отводу второго реэистивного делителя напряжения, при этом конденсаторы первой и четвертой интегрирующих RC,-цепей подключены к коллектору транзистора парафаэного усилителя и к отводу первого резистивного делителя напряжения соответственно, вход первой интегрирующей RC - цепи является входом фильтра, а выход неинвертирующего усилителя является выходом фильтра, „при этомодин вывод третьего резистив- 40 ного делителя напряжения подключен к эмиттеру транзистсЩа йарафазного усилителя, а другой - к выходу фильт ра и к конденсатору третьей интегри рующей йС,-цепи С23. 65

Известный дробный фильтр нижних частот, н частности, реализует функцию передачи вида:

," ) (а р + а р+1)(а р + а р+1) где а „, а, н, а ", а ., — коэффициенты, определяемые параметрами элементов схемы.

Однако н случае фильтрации нестационарных и кратковременно существующих сигналов необходимо реализовать передаточную функцию р р) нида (Ъ2 p2+ Ъ„p.q)

F(p}=e ц ц ()

2P Р+") (a2 P +а Р+") имеющую нули передачи в правой полу" плоскости Р.

Неизвестны аналоговые зненья, позволяющие реализовать второй сомно житель функции C1) для произвольных значений коэффициентов 1 н" ; а " а", определяемых параметрами элементов схемы.

Таким образом известный дробный фильтр нижних частот не позволяет производить фильтрацию нестационарных и кратковременных существующих сигналон.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации при обработке нестационарных и кратковременно существующих сигналов.

Для достижения цели в дробный фильтр нижних частот, содержащий последовательно соединенные четыре интегрирующих RC-цепи и неинвертирующий усилитель, а также три резистивных делителя напряжения, первый из которых включен между выходом неинвертирующего усилителя и общей шиной, второй - между нходом первой интегрирующей RC-цепи и общей шиной, а отвод третьего реэистивного делителя напряжения подключен к конденсатору второй интегрирующей RC-цепи, а парафазный усилитель .на транзисторе, база которого подключена к отводу второго резистивного делителя напряжения, при этом конденсаторы первой и четвертой интегрирующих RC -цепей подключены к коллектору транзистора парафазного усилителя и к отводу первого резистивного делителя напряжения соответственно, вход первой интегрирующей RC..-цепи является входом ! фильтра, а выход неинвертирующего усилителя является выходом фильтра, введены дополнительный парафазный усилитель на транзисторе, коллектор

1061249

ВНИИПИ Заказ 10058/57 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.ужгород,ул.Проектная,4 которого подключен к конденсатору третьей интегрирующей RC -цепи, и четвертый реэистивный делитель напряжения, включенный параллельно входу фильтра, отвод четвертого реэистивного делителя напряжения подключен к базе транзистора дополнительного парафазного усилителя,,при этом эмиттеры транзисторов парафазных усилителей через первйй и второй введенные резисторы подключены к вы- 10 ходу неинвертирующего усилителя, а третий реэистивный делитель напряжения включен параллельно входу .фильтра.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного дробного фильтра нижних частот.

Дробный фильтр нижних частот содержит первую интегрирующую RC-цепь, состоящую из резистора 1 и конденсатора 2, вторую интегрирующую Rc. öåïü, состоящую из резистора 3 и конденсаdopa 4, третью интегрирующую RC- цепЫ, состоящую из резистора 5 и конденсатора 6, четвертую интегрирующую

RC-цепь, состоящую из резистора 7 и конденсатора 8, неинвертирующий усилитель 9, первый реэистивный делитель напряжения, состоящий из резисторов 10 и 11, второй резистивный делитель напряжения, состоящий 30 из резисторов 12 и 13, третий реэис-., тивный делитель напряжения, состоящий из резисторов 14 и 15, четвертый реэистивный делитель напряжения, состоящий иэ резисторов 16 и 17, пара- 35 фаэный усилитель на транзисторе 18 с резисторами 19 и 20 питания, дополнительный парафазный усилитель на транзисторе 21 с резисторами 22 и 23 питания, первый и второй до- 4О полнительные резисторы 24 и 25.

Дробный фильтр нижних частот работает следующим образом.

На вход неинвертирующего усилите-. ля 9 поступает входной сигнал чеpcs интегрирующие Rt-цепи.и одно временно с ним напряжения, пропорциональные входному сигналу и формирующие числитель функции передачи (1) (в р + в,р+ 1 ) (1 — в„р). 5О

2 ff

Величина и амплитуда напряжений, пропорциональных входному сигналу, определяется цепями, составленными изг второго реэистивного делителя напряжения на резисторах 12 и 13, парафазного усилителя на транзисторе 18 в режиме инверсного усиления,. конденсатора 2; третьего резистивного делителя напряжения на резисторах 14 и 15, конденсатора 4; четвертого резистивного делителя напряжения на резисторах 16 и 17, дополнительного парафаэного усилителя на транзисторе 21 в режиме инверсного усиления, конденсатора 6.

Кроме этого, на вход неинвертирующего усилителя 9 поступает сигнал трех обратных связей с выхода

26 фильтра, формирующий знаменатель функции передачи (1) !

p+ „ p+ -. "p+a p+1) и определяемый цепями, составленными из: резистора 24, парафазного усилителя на транзисторе 18 в синфазном режиме, конденсатора 2; резистора 25, парафаэ ного усилителя на транзисторе

21 в синфаэном режиме, конденсатора

6; первого реэистивного делителя напряжения на резисторах 10 и 11 и конденсатора 8.

Парафазные усилители на транзисто рах 18 и 21 выполняют дополнительно функцию суммирующих устройств, скла-дывающих неинвертированное напряжение обратной связи и инвертированное напряжение, пропорциональное входному сигналу.

За счет изменений, введенных в схему прототипа — включению дополнительного парафазного усилителя, четвертого резистивного делителя напря-, кения, изменению подключения третье го резистивного делителя напряжения и включению резисторов связи, предлагаемая схема позволяет реализовать функцию передачи (1) и дает в соответствии с этим возможность фильтрации нестационарных и кратковременно существующих сигналов на базе аналоговых элементов.

В сравнении с базовым объектом, в качестве которого принят адаптивный аналогово-цифровой Фильтр, предложенное техническое решение не со," с держит сложных функциональных блоков и их соединений, вследствие чего повышается надежность его работы и снижаются габариты. Кроме того, предложенный дробный фильтр нижних частот возможно реализовать в микроэлектронном исполнении, что позволяет испольэовать его в бортовой аппаратуре.

Предложенное устройство может быть широко использовано в информационноизмерительных системах, телеметрии, в системах автоматического регулирования.