Активный полосовой rc-фильтр

 

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот при условии перестройки амплитудно-частотной характеристики. Активный полосовой RC-фильтр содержит операционный усилитель 1, резисторы 2, 5, 6 и конденсаторы 3, 4. Благодаря введению двухполюсника 7 обеспечивается компенсация спада амплитудно-частотной характеристики фильтра, вызванного частотной зависимостью коэффициента усиления операционного усилителя 1. 2 ил.

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g Н 03 Н l I /12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ IHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1- — " " (21) 434661 2/24-09 (22) 21 . 1 2. 87 (46) 23. 05. 90. Бюл. N l 9 (72) О. P Кряжева и А.А.Ланнэ (53) 621 . 372. 542 (088. 8) Фиг.!

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Хьжлсман Л.П., Аллен Ф.F . Введение и расчет активных Фильтров.-M.:

Рацио и связь, 1984, с. 155, рис 4 3-1. (54) АКТИВНЬ!1! ПОЛОСОВОЙ РС-ФИЛЪТР (57) Изобретение относится к радиоэлектронике . Пель изобретения — рас„„SU„„1566467 А 1 ширение диапазона рабочих частот при условии перестройки амплитудно-частотной характеристики. Активный полосовой RC-фильтр содержит операционный усилитель 1, резисторы 2, 5, 6 и конденсаторы 3, 4 . Благодаря введению двухполюсника 7, обеспечивается компенсация спада амплитудно-частотной характеристики Фильтра, вызванного частотной зависимость коэффициента усиления операционного усилителя 1 .

2 ил.

1 я ((> J j(> 7

rl >1)СС, с>l.: T;(1 Р<,»Г ГР

5 (, . >. и lr Г )е, ен11я — р;1 Гг))игле)>це лт)»в

1 1>К

) I . > Е с! Г TP В Г! Ес)Л 11р (И 1 <ИЛ ИЛ ЛЬ 1 g я > рlf >РГкля с лема активиогo по ц(-:1 ) тг>л; нл (1))7г . 2 — лм>с, ; <>1!

" г>: i . j I с 1с !

;г -:- л 11 Гоo pr-тс тПИИ

) "1!> 71;)Р "1 (1)<пь-.рл тлк,,-1; 1>с — с .с O!)r) - >В »с>К>7>>ИГ . . ИГHР .<5

> И >< (П>! ГК )с K Г>О >ОС l ,т, т>) >» 1>а».-JnQ Tip )"

;с > стгn!) о i>ЕС О > . От с;«><-сст>TJ;.\ > 7 >!f сс. г с

VT>P T

<1 Р Е <1 Р 1.1 И

iI-! ;T

1>ив (I ) рип>,! с (3) г

+ ()р + а р - а, (>

Т(о) л

» j)

<с; и jT> ° r!! К >1>л>Л I)>jill> I, ! i! — I: с» 1;). TOO О

Н . T;, !P, W!. Ii с ЛГH- >;i, 35 ! 1, л r! Ii P T); !! 1 (>1>;1<>го

Г " TI T1Р(П,(>;j)!—

С l > г!

PE»T

) !ри

7-:;;- т»с;ие (>If H» 7» -,;О(т, 40

Р »; f Ц О И И О;- О j С И,Г>1 .— мг-1)тор

) T!1KР гтлн )>>Р

- - 1 .>,- т,-> -. H O T J;; 1 С> .l )Г !. С— с

j1i !-. 1;Р >IT!>Ill ЧЛ то <в

Of>PD»IT!In>)>I<>1 r> у;

, Г -7,>(! От-л(о)л

С,р +

>< — -—

С,р + С) П < > Н Р П Т и ЫГ >r Ç» 7> Н Р Н ) л Я, Р >(.1 ),с)>, )г ю г И ( >5 ко-)<1>(1)и))пен)»1 )>уHKI!!Tи < ) с Параметр»в

«)и элементов c J,pif)j (())иг.1) .

C.Tp )у)(>кп<Р к leaf>внРнця ря с>)ч»7(>" ко >сся)1гiii с; i! i ir -!Р-1;>точн(>!

) l- л

"> ге (— >; с>" Ii! ->г.(, ° ЯГ ° .<1 <1>и.)ьт. 1 с > 1 7 г !> - .;т)с< ГцтСя K р»ПИО-)ЛРI: ")>i сиl< j 1 .i л с {1ыт> цгп<>;Th лорд ИО

>с ° I Р(>! " Х С Гr> I 7)Ой CP.(РI<1)HÈ 7)Л! ИО—

l l!!>r 7><>(Tr;!. I" !f;l< т<>т при л,<ГлОВии пе и < тг >!!i !i T л 1>1; T пно Т>» тс>тиОй хл рлк и - =,; > и; я хлрлктеристигл лк., с n; <, )л C-<1> и пь г р,д, .". я .: »! < n>;. " RC-<1T >П) "7) Гг) т : >с >II>r> <лГ)1 уГИЛ)7ТР)П 1, Г)Е р

= )11>,й 3 ir >)TOT)<>j с. -:, .; ОО1 ) И Т)1 Гцй 6 л .-,-!« -1; ". !!7K 7 .

1 .. «> r.рс»1 RÃ вЂ” с1>),.гг, > D р >—

I;. Л; Ий H;j ВХОЛ ФИЛЬ Т)l С " с).!, f »(K f> j> 17< »ИК .;>>л>1 Г с<о,с;,Г. сл >) "—

И--Е T), ° >; I (i P(с.<1, сл

1; (:;СГ), ГЧ . 1 Р, )Я>1 >.IÕ

".ОН PPVTI 7VRSPT".Я, О(Л>;С— —,: -T.T j j. >с .,1. нг ><>)-.гс тР< Г л ль)л

-. )Ф T»>r, с, т,, <л >(Ри ив Ог>г г >1 r "n - 1>Р>, я !Р(т>л(,>Рте 1 "..)Р

>, °;-.сл г, - (,;Рлл";Ja>J "Г Т>сс г

; П(1> "ст,,и)с-.ruT !1>)), K—

ТТ! С; 1>P S., >С)- >КтИЯ <(О r> (bl!Djh т РЛ

N(p) =- 1) f, — Лпя ни >к< чл -т >THnf

Филь тр», л;,b; — вещественные кол<1>йи)1иенты, злвигяп>ие oò 71»рлметров элементов <<п)л! трл; р — комг>:>екгн»я ч;1< тоти»я 7!е— ременная в прели<ло)кении, чт< кол<1(1)ипиР)7Т усиления

К оперлиионн<>го усилителя

1 Hp в»висит оТ частоты.

Учтем частотнук зависимость KoýÔ—

<1)ипие))тл ус)7ления опера)шон))ого усилителя, K(p), гчитля, что в рлоочем

ВИЛ>ла )<)НP ЧЛГтОт Она С ДОСТЛТОЧНОй точи< гть>г> лппроксимируетгя вь)р!!)кением

К(р ) — К ((с - +1) (2) (ч: . Т< т-1 и< -,í.()1 перел»точной (1)УНКП,ИИ ОПРР<1!.!ИОННОГО )<ГИЛИтеля К(р); к о 1<1)<1 ипиеит у< )(пения усилитепя llри нул(.рой 1»гтот-. ! )C TOTHOI з(IP)fг>DIO!. *. (2) и

Р В Г « мъ *и 1 р "> Лр у хл ол»>с

П>с)С:О(>С>; ЛЪ)ст - Г><-Л,>т!» НУК> фУHil.! г)„,1- - )1 Р ! < 1.(j)j)f, 1 . Г. j, !

11 -.; J )1„— Л<>Я ЧИЛКГ»>Л! — с .! О > 1 r >; . с „1 < 111, гг г1 > (-.)я КО-Ор)ГО Лр. )О)71«- «ИК 7 ЯВПяг тея р гсМ, ->том внлч< *)л- I> )p». >åòðoTT ллеГ Хса. ЛЕ.! > ЯК ПЬ "7:> >1 j)!) V)C HHK вы, что ры; . -I«>p (3) прел((г! B 7!H>. (,>о»»е1

Значение ii,) рак.=тр . лв ух(>< гникл 7, ГЛК>КЕ л НЛЧ Р!7И)1 >! 1 П ° «IP I. D >В с)Р>,. ГИХ

>лементов схе лы 1: л- лщт ppli. я комКС,(С +С) =ВС;

)С,(<., + С,) + СС41+ С,(г; +(, >+

+С,(С,,+С,+С„) + (5) 0

С4св — К1Г С, ) = л С, + а,С,;

pC,(с, +G)+C (G2+C +G ) +

+ с,с, - к,с,с, )+ с,<с, + с,) = " а,с + aoC

С (С„+ С,) = aoñ

В данной схеме появляется воэмо)р—

Hoc Tb регулировки добро" ности и чл< тоты полюса при сохранении точной компенсации частотной зависимости К(р) .

Например, пусть перc..даточнля Функция по напряжению полосового Фильтр;I

25 <р) = — — — — —,

2 р + 0,5p+!

5 1 566

Функции с плрлметрлми элементов схемы: го значениями элемент< в, . к,) ннь .111 в приведенн<)м слу<лe. I c ó.<:IH<.— пой частоты <..), передаточной функпии (6), а по оси ординат — гоответcтвуюгие значения модулей передлт<ч— ных функций. Это псдтверждлет наличие полной компенса))ии члсто<ной< элвиc èìocTH операциc нного уcилителя

1 и, следовательно, повь<шение качества передачи сигнала на высоких члстатах при реализлции схемы активного полосового RC-фильтра.

Введение дополнитель»oro элемента в схему позволяет обеспечить точ ную компенсацию частотнои зависимости операционного усилителя 1 и огуществить перестройку параметров Фи п.трл .

Иэ выражений (5) видно, что перестраивать активный полосовой RCФильтр по частоте и добротности полк)са АЧХ можно вторым 5 и третьим 6 резиг торами и двухполк г ник ом 7 .

Ф о р м у л а и з о б р г т р н и я

30 т<р)

2 р +0,5+!

p + 12,5975 р + 12,5975 45

50 нормированная по частоте с коэффици4 ентом 10 и по уровню полного сопротивления с коэффициентом 10, реализована cõå11oI на Фиг . 1. В качестве сперационпого усилителя 1 выбран операционный усилитель 140 Yj11 с норми— рованной частотой полюса Я (с =0,1) с коэФФициентом 10 . В ре 3ócII.òàте при

4 значениях элементов схемы (Фиг .1)

К, = 2; R = 0,137! 71 кОм; С1 — 0,144162 мкФ; С4 = 0,622588 мкФ, R 0,114525 кОм< R6= 1,271639 кОм, Ср = 0,013024 мкФ реализованная функ— ци я

Для сравнения рассчитаны амплитудно-частотные хлрлктеристики следующих схем, реализующих Функцию (6): схемы известного фильтра с идеальHbI.I оперл1<ионнь<м у<.илителем и значениями элементов К < = 2; R = 1 кОм, Сз =

= 0,1 мкФ; Г = 0 мкФ; Р; — 0,7403 кОм<, мы изве тног фильтра с теми же значениями элементов и с учето .1 частотной зависимости операционного усилителя, схемы (Фиг.l) AI THBH1tA полосовой RC-фильтр, содержаший последовательно сot."диненнь<е первый резистор, первый конденсатор, инвертируюший вход операционного усилителя, второй резистор, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора и первым выводом второго конденсатора, первь<й вывод третьего реэистора соединен с вторым выводом первсго кондеH< Hò<ррл, а вт<)рые выводы второго конденглторл и третьего резистора соединены г об— щей пиной, причем первый вывод первого резистора является входом, л вь<ход операционного усилителя — вьхо— дом активного полосового ЯС-фильтра, неинвертирующий< вход операционного усилителя coåäèíåí г обшей г)иной, о тл ич а) щи и г я тем, что, с целью ра сшире ния лил па зона рабочих частот при условии перестройки амплитудно-частотной х ар

1566467

Редактор 1 . !"У.гна

Зака 12)8 Тиран 652

BH3IIfIIfI .." с г и s го кс митета ип и обретениям и открытиям . ри ГКНТ СССР

1! 1!11 э, Ипскца, Ж-35, РаУшская наб., д. 5

Г оддисное

11рпи ° н, .t, i t ii» -i i, ат льскии комбинат "!1атент, t . Ужгпрс.д, у.", агарина, 101

t (i i/

Сос TBBHTEëü 10. Черньп ев

Техред II,Ходаиич Корректор .1. Баск ид