Активный фильтр

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 543!42

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.73 (21) 1949827/09 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 16.02.77 (51) М. Кл.з Н ОЗН 7/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.372.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н, П. Гапоненко, В. В. Песков, М. Н. Тарасов, Ю. M. Назаров, Ю. С. Зюзеров и С. И. Липко (71) Заявитель (54) АКТИВНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в радиоэлектронных устройствах и качестве микроэлектронного фильтра.

Известен активный, фильтр, представляющий собой устройство, предназначенное для преобразования разности частот в напряжение. Эталонная частота задается настройкой эталонного фильтра. Такие фильтры можно использовать в любом диапазоне частот (1).

Однако схема известного фильтра сложна.

Наиболее близким техническим решением является активный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый резистор, инвертирующий усилитель с обратной связью, к входу которого подключен один из концов второго резистора, и частотнозависимый четырехполюсник с тепловыми связями (2).

Однако известный активный фильтр обладает большими нелинейными искажениями.

С целью уменьшения нелинейных искажений сигнала в предлагаемый активный фильтр введены последовательно соединенные дифференциальный усилитель, резистивный делитель выходного напряжения и третий резистор, второй конец которого подключен ко входу фильтра, а частотнозависимый четырехполюсник с тепловыми связями выполнен на двух эмиттерных повторителях, транзисторы которых соединены посредством тепловой связи с соответствующими резисторами делителя постоянного напряжения, отводпоследнего является входом частотно-зависимого четырехполюсника с тепловыми связями, причем

5 вход одного из эмиттерных повторителей соединен с первым концом третьего резистора, а его выход — с инвертирующим входом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к выходу второго

10 эмиттерного повторителя, база транзистора которого через резистор соединена с общей шиной.

На чертеже приведена структурная электрическая схема активного фильтра.

15 Активный фильтр содержит последовательно соединенные первый резистор 1, инвертирующий усилитель 2 с обратной связью, к входу которого подключен один из концов второго резистора 3, и частотно-зависимый четы20 рехполюсник 4 с тепловыми связями, последовательно соединенные дифференциальный усилитель 5, резистивный делитель 6 выходного напряжения и третий резистор 7, второй конец которого подключен к входу фильтра, 25 а частотно-зависимый четырехполюсник 4 с тепловыми связями выполнен на двух эмиттерных повторителях, транзисторы 8, 9 которых соединены посредством тепловой связи с соответствующими резисторами 10, 11 дели30 теля 12 постоянного напряжения, отвод по543142 следнего является входом частотно-зависимого четырехполюсника 4 с тепловыми связями, причем вход одного из эмиттерных повторителей (транзистор 8) соединен с первым концом третьего резистора 7, а его выход— с инвертирующим входом дифференциального усилителя 5, неинвертирующий вход которого подключен к выходу второго эмнттерного повторителя, база транзистора 9 которого через резистор 13 соединена с общей шиной 14. Кроме того, обратная связь инвертирующего усилителя 2 осуществляется через резистор 15.

Фильтр работает следующим образом.

Если сопротивления резисторов 10 и 11 равны, то при отсутствии входного сигнала на них рассеиваются равные мощности, и резисторы имеют одинаковые перегревы. Температуры транзисторов 8 и 9, имеюших тепловые связи с резисторами 10 и 11, также равны.

Выходные напряжения эмиттерных повторителей равны, и напряжение на выходе дифференциального усилителя 5 равно нулю.

При подаче на вход фильтра гармонического сигнала мощность, рассеиваемая резисторами 10 и 11, содержит синфазные постоянные составляющие сигнала и его вторые гармоники и противофазные первые гармоники входного сигнала. Такие же составляющие входного сигнала имеет и выходное напряжение эмиттерных повторителей. Вычитание этих сигналов на дифференциальном усилителе 5 исключает в выходном сигнале вторую гармонику и постоянную составляющую.

Помимо вычитания сигналов эмиттерных повторителей дифференциальный усилитель

5 через третий резистор 7 и транзистор 8 осуществляет сложение входного сигнала с выходным сигналом частотно-зависимого четырехполюсника 4. Изменением величины сопротивления третьего резистора 7 регулируется положение нуля передаточной функции фильтра. В зависимости от соотношения между сопротивлениями резисторов 1 и 15, резисторов делителя 6 и соотношения между сопротивлениями второго и третьего резисторов 3, 7 можно получить передаточную характеристику корректирующего звена первого порядка с запаздыванием или опережением по фазе и заданным расположением нулей и полюсов.

При отсутствии третьего резистора 7 фильтр обладает передаточной характеристикой фильтра нижних частот. Вследствие иррациональности передаточной функции частотно-зависимого четырехполюсника 4 при большом усилении в петле обратной связи через второй резистор 3 передаточная функция фильтра может иметь комплексно-сопряженные полюса.

Формула изобретения

Активный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый резистор, инвертирующий усилитель с обратной связью, к входу которого подключен один из концов второго резистора, и частотно-зависимый четырехполюсник с тепловыми связями, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, в него введены последовательно-соединенные дифференциальный усилитель, резистивный делитель выходного напряжения и третий резистор, второй конец ко25 торого подключен к входу фильтра, а частотно-зависимый четырехполюсник с тепловыми связями выполнен на двух эмиттерных повторителях, транзисторы которых соединены посредством тепловой связи с соответствующиЗО ми резисторами делителя постоянного напряжения, отвод последнего является входом частотно-зависимого четырехполюсника с тепловыми связями, причем вход одного из эмиттерных повторителей соединен с первым кон35 цом третьего резистора, а его выход — с инвертирующим входом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к выходу второго эмиттерного повторителя, база транзистора которого через ре40 зистор соединена с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гитис Э. И., Данилович Д. A.,Càìoéëåíко Е. И. Техническая кибернетика. М., «Сов.

45 радио», 1968 г, стр. 160 (аналог), 2. Авторское свидетельство СССР _#_e 467450

М. Кл . Н 03Н 7/02, 1972 r. (прототип).

543142

0-»вЂ”

<и

Сост а в и тель Е. Л юби мова

Тскрсд Е. Петрова

Кор1.сктор Е. Хмелева

Редактор Т. Янова

ТипограФия, пр. Сапунова, 2

Заказ 49 8 Изд. ¹ 122 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретешш и открытий

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