Активный фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции радиотехнических устройств. Цель изобретения - повышение стабильности амплитудно-частотной характеристики и расширение диапазона рабочих частот. Активный фильтр содержит транзисторы 1, 2, 3, источники тока 4 и 5, конденсаторы 6 и 7, резисторы 8 и 9. В активном фильтре транзисторы 1, 2 и 3 выполняют функции конверторов иммитансов и создают на выходе активного фильтра аналог высокочастотного параллельного колебательного контура. Резонансная частота определяется параметрами транзисторов, источников тока 4 и 5, резисторов 8 и 9 и конденсатора 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЛКТИВНЕФ ФИЛЪТР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ .ПРИ ГКНТ СССР (21) 4389312/24-09 (22) 09.03.88 (46) 23.08.90. Бюл. 1" 31 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) Г.В.Уточкин и Л.В.Розов (53) 621.372.54 (088.8) (56) Филинюк Н.Л. Лктивные СВЧ вЂ фильтры »а транзисторах: — И., Радио и связь, 1987, с.94, рис.4.6 Д. (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции

ÄÄSUÄÄ 1587621 А1 радиотехнических устройств . Цель изобретения — повышение стабильности амплитудно-частотной характеристики и расширение диапазона рабочих частот. Лктивный фильтр содержит транзисторы 1,2,3, источники 4 и .5 .тока, конденсаторы 6 и 7, резисторы

8 и 9. В активном фильтре транзисторы 1, 2 и 3 выполняют функции конверторов иммитансов и создают на выходе активного фильтра аналог высокочастотного параллельного колебательного контура. Резонансная частота определяется параметрами транзисторов, источников тока 4 и 5, резисторов 8 и

9 и конденсатора 6. 1 ил.

1587621 вь!х

10.> ( иы>(4 (2) 20.! . р

1 вх> -1 к„

Г JI (.

>>

Rt3ûõ - .вх, 7(- к 7 (4) О вь>х,— где

И 306PeTc flH(. 0Tll()(.HTcft K P(lltttoT(х нике и может быть испол! 3()13(1110 H устройствлх члстотной г()лекции, в

:радиотехш!ческих устройствлх.

Цель и.)обретения — повьнвение с Tÿбильности лмплитудно--частотной хлрактеристики и расширение диаилзонл рабочих частот.

На чертех(е представлена принципиальная электрическая схема актив:ного фильтра.

Активный ()HJIlтр годержит первый 1, второй 2, трет)гй 3 транзисторы,,первый 4 и второй 5 источники тока, >

,первый б и второй 7 KofIJt,vftc(I Top! I, первый 8 и второй 9 резисторы, первый 10 и !>торой 11 Ztc T0

Активный фильтр работает следу<о-. ,щим образом, Входной сигнал через второй 1«)flденсатор 7 поступлет на ба.)у первого транзистора 1 . Клх(дый т13 Tp(111 3исто ров используется в лктивном фильтре ! в качест1)е коннерторон (преобрл.)овл-телей) имм1!таиса. IlpH:>7 ом II

;преобразуются иммитлнсь! первого конденсатора б и внутреньч!х сопро> тивлений первого It I)T<>pof o ttcTo«ttzt-.

> . ков 4 и 5 ToK(>ll которые на вь!соких.частотах имск>т срлннительно низкое внутренне» c<>ltp<)тивлгние (неско>1! ко

KHJIooM) zt M<)I JJ i быть El!1110. Itt(«1ы 13 f)zt>t(. резисторов. Ток пер!3(го источника 4

35 равен полонин второго тока источш<к»

5, который ранен сумме токов эмитте- ров первого и второго трлнзисторов

1 и 2, поэтому Itpt»IJI(lt Tztetf If I>(трап зи(.-торах Все 01111 и)1еют о, tHllлковые кОЛ 40 лекторные токи, л следовательно, и идентичные параметры. Первый ppзис-тор 8 слу>(ит для протекания блзового тока первого трлнзигторл 1 и имеет низкое cOIIpOTztf)!!Of!I!0 (дегятки o») пля исключения влияния на параметры фильтра внутреннего сопротивл(ния НСТО«ника сигна>!л. Примерно такой же вел!1-чины выбирается и сопротивление t)To рого резисторл 9. 113--зл ш)зкогn со-противления первого lt второ) î pesttc

50 торов 8 и 9 перньп1 lt второй транзисторы 1 и 2 со стороны второго 5 и первого 4 lfc T()itllltKOH ток з мо>!<но (чи-тать в ключе и ш,)ми по <-. хеме с об>!це и базой (ОБ), а третий транзистор 3 по схеме с об)!!им колл< KT()po! (ОК? .

Этот транзистор пр(образует внутреннее сопротивл< It!le I .> первого ис— Ф точникл 4 ток 1 (с уч(том вноси,">ого и него иммитлtt(:зрош.! коллек-тора лерг>ого транзистора 1) нл и!хо;! в эквивалент индуктинности l. u вg>õ активное сог)ротинл(lх ляемые по ф< рмуллм

ГД(. (,() <1ЛС TOTQ C Ill ÍÈ ×Í Î! О УС).!Г! Е ния треTI,< I (> транзистора 3.

Кроме того, внутренн((: сопротивление 1; первого исто !н!!кл 4 тока

Ф преобразуется п(рш,!и Tpf lit:Ittc Tîðoì 1, включенным по ci.гме с ОБ, с его к< л-. лектора нл эмиттер (обратное преобрлг)овлние), в результате чегo парал— ..тельно второму источнику 5 тока действует индукTZII)tto(.ть I. опред()ляе>>х > мля формулои сопротивление, образованное последо)зате>1ьн),1м со<.— динением 061 смного сопрс>тивления базы первого трлн 3 ис тора 1 и с 011p 0TH >3 ления и(рвого резистора

8 ;

Π— активная часть емкости к, коллекторного перехода первого Tpaltзистора 1.

Ин>!укти13н ость l, „емкОсть Вт(?

1 рого конд(.ftcà Toð(t б и внутренн p сопротивле)и<е. Р !)т<>рого li< точника 5 тока конвертируются !>торык! Транзистором 2, нклк>ченным по схеме с 0Б, с его эмиттерл нл ко.lJIOKTnp, т.е. на выход в и!де по.(!о>;(!!тельного активного

cопРотивле1гиЯ Г,В 1„, < TРиЦаTåëьного <)ь!><г активнога сопРоти!3>!< !КиЯ 1, ы,, и емкос выхг ти Г в !х, опРеделл(tftx выРлжениЯми г к„гв /R5» (6) совр отнг)л()fi?tc, образованноеое послед013лтельным coe-JZztFt0t«t(it объемного сопр<-тивления базы второгс тран-зистора 2 и сопротивления второго резистора 9; тек;.1аля;лс т< та.

1587621

Наконец емкость первого конденсатора 6 и сопротивление второго источника тока Р конвертируются на выход по цепи первого и третьего транзисторов 1 и ". В частности, первый тран5 зистор 1 конвертирует С и Р -с эмиттерл на коллектор в соответствии с соотношениями

I и!Х1=-ССК1 6 / 3 ° (7) 15 (9) "s ix =С вь., Отрицательное сопротивление П

64х, включено параллельно первому источнику 4 тока и частично компенсирует, т.е. увеличивает, его внутреннее сопротивление Р, что приводит согласно (1) к увеличению выходной индуктивн . сти L gg(. 11оэтому, используя выражения (1) и (2), R4 =R P /(Н,-IãP.„,„1). (8) Емкость С р„, конвертируется третим транзистором 3 на выход без изменения, т.е.

Таким образом, эквивалентный иммитанс на выходе определяется параллельным соединением составляющих (1), (2), (4), (5), (6) и (9) . При этом среди ни>; сос тавляющая (1) и две емкостные составляющие (6) и (9), которые образуют эквивалентный колебательный контур и определяют резонансную .частоту фильтра, которая определяется по следующей формуле: ц> ы P,5/(P C $2rg +Р g +Г +1

+ ы Г С /r< +Г )1). (10) В эквивалентный колебательный контур вносится отрицательная составляющая активного сопротивления, определяемая выражением (5). Это позволяет частично скомпенсировать вносимые активные сопротивления, определяемые выражениями (2) и (4), а также сопротивление нагрузки и тем самым повысить нагруженную добротность эквивалентного контура. Следует отметить, что в эмиттерных цепях первого и второго транзисторов 1 и 2 также образуется эквивалентный коле25

55 бательный контур, так как наряду на первом конденсаторе 6 там имеется согласно выражению (3) индуктивность

L „, однако из-за отсутствия отриВх цательного вносимого сопротивления этот контур обладает низкой добротностью и не оказывает существенного влияния на параметры активного фильтра.

В известных схемах фильтров небольшое изменение частоты с помощью частотнозадающего конденсатора приводит к резкому изменению вносимого отрицательного сопротивления и добротности, что вызывает нестабильность их характеристик. В активном фильтре этот недостаток в значительной степени устранен с помощью первого транзистора 1. 1 онверсия этим транзистором емкости первого конденсатора

6 в отрицательное сопротивление, определяемое формулой (7), приводит к изменению сопротивления первого источника 4 тока и выходной индуктивности

L <„„, а следоватсльно, и резонайс (Х .( ной частоты. С другой стороны, ем кость первого конденсатора 6 согласно (5) определяет величину вносимого в эквивалентный контур отрицательного сопротивления и его добротность.

Это позволяет стабилизировать добротность фильтра при изменении частоты.

Пусть, например, емкость первого кон" денсатора 6 уменьшится. В этом случае (R>< ) согласно (5) должно воз1 2 расти, а добротность фильтра уменьшиться. Однако благодаря первому транзистору 1 возрастет и отрицательное сопротивление (Г11«q ), дейстт вующее параллельно первому источнику 4 тока. В результате этого резульI тирующее сопротивление Р согласно (8) уменьшится и согласно (1) уменьшится Е,, что приведет к увеличению резонансной частоты й>, а это в свою очередь, согласно (5), умень/ шит (Р gqiq ) пропорционально и>. Так как L „,пропорциональна ы (нз формулы ц> =1/Л,С), то изменение Г,,„ будет полностью скомпенсировано. Таким образом, уменьшение емкости первого конденсатора 6 повышает резонансную частоту фильтра при неизменной добротности. Полная компенсация зависит от величины первого и второго резисторов 8 и 9, добавляемых к базовым сопротивлениям транзисторов и определяющих соотношение отрица1587621

Составитель 10.Чернышов

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Редактор Г.Папп

Тираж 655

Подписное

Заказ 2426

ВНИИПИ Гщ:ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 тельных сопротивлений на коллекторах первого и второго транзисторов 1 и

2, а также нагрузки, которая должна

Иметь невысокое сопротивление.

Аналогично в активном фильтре

Цз-за симметричного включения первого и второго транзисторов 1 и 2, являющихся конверторами с ОБ, подавляются 1ð

Другие дестабипизирующие факторы в

3-5 раз, к которым относятся изменение температуры и абсолютный разброс йараметров транзисторов и резисторов.

3ти факторы проявляются как сигналы, действующие на базе и эмиттере транзистора 3 синфазно и поэтому не изменяющие его режима. Для входного

Сигнала, подаваемого на базу первого транзистора 1 через второй конденсатор 7, первый и второй транзисторы и 2 образуют дифференциальный уси.1титель с активной нагрузкой нл треТьем транзисторе 3, включенном по схеме эмиттерного повторителя. Такой 25

Каскад помимо фильтрации эффективно усиливает входной сигнала. Второй

Конденсатор 7 небольшой емкости слу1кит для исключения влияния источника

1 сигнала на величину сопротивления в 3р

Цепи базы первого транзистора 1 и ос)лабления низкочастотных составляющих

На входе фильтра.

Ф о р м у л а и з г. б р е т е и и я

AKTHRHblH фильтр, содержащий пер" вый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены с первым выводом первого конденсатора, л базы соединены соответственно с первыми выводами первого и второго резисторов, первый вывод второго конденсатора соединен с базой первого транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и повышения стабильности амплитудно-частотной характеристики, введены третий резистор, первый и второй источники тока, причем коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого источника тока и базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором второго транзистора, а коллектор— с соответствующей шиной первого источника питания и вторым выводом первого источника тока, первый вывод второго источника тока соединен с соответствующей шиной второго источника питания, л второй вывод второго источника тока соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого и вторые выводы первого и второго резисторов соединены с общей шиной, при этом входом активного фильтра является второй вывод второго конденсатора, а выходом — эмиттер третьего транзистора.

Активный фильтр Активный фильтр Активный фильтр Активный фильтр 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано в устройствах различного назначения, в которых непрерывный периодический сигнал с несимметричными искажениями необходимо преобразователь в симметричный сигнал

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике для регулирования времени задержки импульсных последовательностей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания фазовращающихся устройств гармонических и квазигармонических сигналов в широком диапазоне частот

Изобретение относится к радиотехнике

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в фазовых корректорах различных устройств связи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в конкретных системах радиолокации и радионавигации

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в активных фильтрах

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в частотно-избирательных устройствах

Изобретение относится к радиоэлектронике

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, в том числе микроэлектронных

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, в том числе микроэлектронных

Изобретение относится к устройствам фильтрации на интегральных схемах (ИС), в которых стабилизируют частоту отсечки, используя активную межэлектродную проводимость (АМП)

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в микроэлектронных селективных узлах радиоэлектронных устройств

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах преимущественно в микроэлектронном исполнении

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах преимущественно в микроэлектронном исполнении

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, преимущественно в микроэлектронном исполнении
Наверх