Имитатор индуктивности с коммутируемыми конденсаторами

 

ИМИТАТОР ИНДУКТИВНОСТИ С КОММУТИРУЕМЫМИ КОНДЕНСАТОРАМИ, содержащий операционный усшдатель с цепью емкостной отрицательной обратной связи, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, йнвертируюпщй вход через первый имитатор резистора соединен с входом имитатора индуктивности, а также второй имитатор резистора. одним выводом подключенный к входу имитатора индуктивности, при этом имитаторы резисторов выполнены на коммутируемых конденсаторах, отличающийся тем, что, с. целью повышения добротности имитируемой индуктивности, введены два звена, последовательно соединенных и включенных между выходом операционного усилителя с Цепью емкостной отрицательной обратной связи и другим выводом второго имитатора резистора, каждое из которых состоит из дополнительного операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи, , неинвертирзпощий вход которого под-. (Л ключен к общей шине, а выход является выходом звена, конденсатора, один вьшод которого является входом звена, а другой подсоединен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи , между инвертирующим входом и 4 выходом которого включен первый сл дополнительный имитатор резистора, 4 с и второго дополнительного имитатора резистора, включенного параллельно конденсатору.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИН

1(5Р Н 03 Н 11 48 ФИЗО !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ %58ylelg w

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3649328/24-09 (22) 04.10.83 (46) 15.03.85. Вюл. И - 10 (72) А.М. Иваницкий и Ю.П. Бессчетнов (71) Одесский электротехнический институт связи им. А.С. Попова (53) 621.372.57(088.8) (56) 1. Е.Sanchez-Sinencio, J. L. Gomez-Osorio. Switched-capacitor simulation of grounded inductors using operational. amplifier ро(е. — "EIektronics Letters т. 15, 9 6; 1979.

2. U. M. Brugger В. J. Hostiska, Р..8 ° Moschyts Switched-capacctors

simulation of floating inductorsu-, sing gyrators. — "Electronics Letters", т. 15, Ф 6, 1979. (54)(57) ИМИТАТОР ИНДУКТИВНОСТИ

С КОММУТИРУЕМЫМИ КОНДЕНСАТОРАМИ, содержащий операционный усилитель с цепью емкостной отрицательной обратной связи, Heèíâåðòèðóþùèé вход которого подключен к общей шине, инвертирующий вход через первый имитатор резистора соединен с входом имитатора индуктивности, а также второй имитатор резистора, „„SU„„1145460 A одним выводом подключенный к входу имитатора индуктивности, при этом имитаторы резисторов выполнены на коммутируемых конденсаторах, отличающийся тем, что, с, целью повышения добротности имитируемой индуктивности, введены два звена, последовательно соединенных и включенных между выходом операционного усилителя с Цепью емкостной отрицательной обратной связи и другим выводом второго имитатора резистора, каждое из которых состоит из дополнительного операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи,, неинвертирующий вход которого под-. ключен к общей шине, а выход является выходом звена, конденсатора, один вывод которого является входом звена, а другой подсоединен к инвер- Я тирующему входу дополнительного операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи, между инвертирующим входом и выходом которого включен первый 4 дополнительный имитатор резистора, СЛ и второго дополнительного имитатора 4h резистора, включенного параллельно ф5 конденсатору. СР на, а другой подсоединен к инвертнрующему входу дополнительного операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи. между инвертирующим входом и вы- ходом которого включен первый дополнительный имитатор резистора, и второго дополнительного имитатора резистора, включенного параллельно кондечсатору.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предложенного имитатора индуктивности с коммутируемыми конденсаторами.

Имитатор индуктивности с комму.тируемыми конденсаторами содержит

1 операционный усилитель 1 с цепью емкостной отрицательной обратной связи, выполненной на конденсаторе

2, первый 3 и второй 4 имитаторы резистора, два звена, каждое из которых содержит дополнительный операционный усилитель 5 (6) с цепью емкостной,отрицательной обратной связи, выполненной на конденсаторе

7 (8), конденсатор 9 (10), первый

11 (12) и второй 13 (14) дополнительные имитаторы резистора, причем имитаторы 3, 4, 11, 12, 13 и 14 выполнены на коммутируемых конден1 саторах.

Имитатор индуктивности с коммутируемыми конденсаторами работает следующим образом.

Особенностью любого устройства с коммутируемыми конденсаторами является отсутствие обычных сосредоточенных резисторов. Вместо резисторов используются имитаторы резистора на коммутируемых конденсаторах. Величина эквивалентного сопротивления имитатора резистора определяется по формуле где f — частота переключения клю5 ча

50 С, — емкость коммутируемого кон5 денсатора.

С учетом (1) можно определить величину эквивалентной индуктивности L предлагаемого имитатора инэ

p+KTHBHocTH, Для того, чтобы Еэ не была частотно-зависимой величиной, необходимо выполнение условий

С /С = С /С и Сэ/(, -- С /С g.

1 1145460

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в избирательных устройствах.

Известен имитатор индуктивности, содержащий операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, и имитаторы резисторов на коммутируемых конденсаторах f1).

Наиболее близок к предлагаемому имитатор индуктивности с коммутируемыми конденсаторами, содержащий операционный усилитель с цепью емкостной отрицательной обратной связи, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, инвертирующий вход через первый имитатор резистора соединен с входом имитатора индуктивности, а также второй имитатор резистора, одним выводом подключенный к входу имитатора индуктивности, а другим выводом — к выходу операционного усилителя, при этом имитаторы резисторов выполнены на коммутируемых конденсаторах Г2 1.

Однако известные имитаторы индуктивности имеют недостаточную добротность имитируемой индуктивности.

Цель изобретения — повышение добротности имитируемой индуктивнос30 ти.

Для достижения поставленной цели в имитатор индуктивности с коммутируемыми конденсаторами, содержащий операционный усилитель с цепью емкостной отрицательной обратной связи.З5 неинвертирующий вход которого под- ключен к общей шине, инвертирующий вход через первый имитатор резистора соединен с входом имитатора индуктивности, а также второй имитатор резистора, одним выводом подключенный к входу имитатора индуктивности, при этом имитаторы резисторов выполнены на коммутируемых конденсаторах, введены два звена, последовательно соединенных и включенных между выходом операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи и другим выводом второго имитатора резистора, каждое из которых состоит из дОполнительного операционного усилителя с цепью емкостной отрицательной обратной связи, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, а выход является выходом звена, конденсатора, один вывод которого является. входом зве114546п

51 5

С5, Сзз (2) 1 о гда

1 kscso

1,с„

30 (5) с (С

5 So где С1, С, С и С4 — емкости конденсаторов 9, 7, 10, 8 соответственно.

Резонансная частота параллельного контура, образованного Ьэ и СВ, в данном случае определяется по формуле

10 где С вЂ” емкость конденсатора 2, подключенного в цепь емкостной отрицательной обратной связи операционного усилителя 1, С вЂ” эталонная емкость конденса20 тора (на чертеже не показан), подключенного к входу схемы имитатора индуктивности для образования параллельного резонансного контура, необходимого для измерения добротности имитируемой индуктивности ре зонансным методом.

Так как схема предлагаемого имитатора индуктивности реализует заземленную индуктивность с параллельными потерями, равными i/2

Е С, то с учетом (2) и (3) можно записать выражение для добротности имитируемой индуктивности на резонансной частоте

24С„ю,, 2

Если вместо отношения емкостей конденсаторов подставить в (4) мак- 40 симально допустимый технологический разброс величин их емкостей

С мц

N =, — — — „ то получают следующую C m3 формулу добротности имитатора индук- 45 тивности:

Если подставить N в формулу добротности известного имитатора индуктивности (1 ), то получится следующее выражение:

Q Ъ ,Гн (6)

Сравнивая (5) и (6) видно, что добротность предлагаемого имитатора индуктивности в N раз больше добротности известного имитатора индуктивпости.

Основным преимуществом предлагаемого имитатора индуктивности яв-. ляется высокая добротность имитируемой индуктивности и возможность использования в избирательных устройствах с коммутируемыми конденсаторами. Схемы с коммутируемыми конденсаторами являются новым, перспективным направлением в развитии микроэлектроники. Особенность таких схем заключается в том, что в них отсутствуют резисторы в обычном понимании этого слова. Вместо сосредоточенных резисторов используются эквивалентные схемы, состоящие из конденсаторов и ИДП-переключателей.

Поэтому схемы с коммутируемыми конденсаторами, выполненные по ИДП-тех- нологии, обладают высокой стабильностью, меньшими габаритами, -по сравнению с их RC-прототипами, низким уровнем шума и т.д.

В предлагаемом имитаторе индуктивности повышение добротности ими тируемой индуктивности достигается без нарушения ограничений на схемы с коммутируемыми конденсаторами и в пределах возможностей МДП-тех- нологии. Поэтому избирательные устройства, выполненные на предлагаемых имитаторах индуктивности, обладают достаточными избирательными свойствами из-за высокой добротности имитируемой индуктивности, а также могут быть микроминиатюриэированы по МДП-технологии.

1)45460

Составитель А. Меньшикова

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Коцюбняк Корректор О. Тигор

Заказ 1187/42 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4