Активный фильтр для сглаживанияпульсаций

 

Союз Советскид

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Il АВТОРСКОМУ СВ ЕТВЛЬСТВУ (,)813614 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120179 (2f ) 2713122/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150381.Бюллетеиь Но 10

Дата опубликования описание 170381 (51) М. Кл.з

Н 02 М 1/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314.6 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. С. Калмыков, Л. Г. Бокан, С. А. Чулак и В. И. Каз ьмин (71) Заявитель (54) АКТИВНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ

Изобретение относится к элементам систем автоматики, а также к преобразовательной и контрольно-измерительной.технике, предназначено для сглаживания пульсаций в цепях постоянного тока или инфранизкочастотного переменного тока и мок<ет быть использовано в устройствах, к которым предьявляются высокие требования по качеству выходного напряжения.

Известны устройства для сглаживания пульсаций напря>кения постоянного тока, содержащие активные фильтры на операционных усилителях (1) .

Однако в ряде случаев, когда сглаживаемое напряжение является информационным сигналом и может меняться в широком диапазоне, использование подобных фильтров нецелесообразно 2О из-за больших постоянных времени.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содерк<ащее операционный усилитель с отрицательной обратной свя- 25 зью, баластный резистор и два конденсатора, подключенных к выходному выводу фильтра, причем свободный конец одного из них подключен к инвертирующему входу усилителя (21 . 3п

Недостатки этих устройств - их большая инерционность и колебание напряжения на выходе фильтра при скачкообразном изменении входного сигнала. цель изобретения - улучшение динамических характеристик фильтра.

Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен второй резистор, подключенный к выходу усилителя, и цепочка иэ встречно-параллельно соединенных диодов, один конец которой подключен к шине нулевого потенциала, а второй соединен со свободными концами второго конденсатора и второго резистора.

На чертеже приведена принципиальная схема фильтра для сглаживания пульсаций.

Источник входного сигнала 1 подключен к резистору 2, другой конец резистора 2 является выходом фильтра. Между выходом фильтра и инвертирующим входом операционного усилителя

3 включен конденсатор 4.Неинвертирукиций вход операционного усилителя

3 подключен к шине нулевого потенциа- ла. Между выходом операционного усилителя 3 и его инвертирующим входом .включен резистор 5 отрицательной об813614

Формула изобретения

Составитель А. Обух

Редактор Ю. Петрушко ТехредН.Ковалева КорректорМ. Лароши

Заказ 789 7 Тираж 738 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратной связи б. Между выходом схемы

0 и выходом операционного усилителя 3 включены последовательно соединенные конденсатор б и резистор 7, между точкой соединения которых и шиной нулевого потенциала включены встречнопараллельно соединенные диоды 8 и 9.

Фильтр работает следующим образом.

В стационарном режиме пульсации входного напряжения проходят через резистор 2 на выход схемы и одновременно через конденсатор 4 попадают на инвертирующий вход операционного усилителя 3. Пульсации с выхода оггерационного усилителя 3 в противофазе попадают через резистор 7 и конденсатор б на выход схемы. В этом случае фильтр ведет себя как инерционное звено первого порядка с постоянной времени ., =Р (С. + КС, ), где Ккоэффициент усиленйя операционного усилителя 3. Поскольку в этом режиме пульсации напряжения на выходе операционного усилителя невелики, диоды 8 и 9 имеют большое сопротивление, и напряжение пульсаций с выхода операционного усилителя 3 не шунтируется диодами 8 и 9. Резистор 7, Сопротивление которого невелико, ограничивает ток операционного усилитеЛя 3 при переходных процессах. Резистор 5 стабилизирует режим работы

Операционного усилителя 3 по постоянному току.

При скачкообразном увеличении входного напряжения (например при

Включении этого напряжения) операциФнный усилитель входит в насыщение.

При этом открывается диод 8 (при скачкообразном уменьшении входного напряжения открывается диод 9) и. конденсатор б заряжается с малой постоянной времени -ь и -С- . Затем, г когда операционный усилитель выходит на линейный участок, сопротивление диода резко увеличивается и постоянная времени фильтра возрастает в (к+1) раз.

В связи с этим инерционность такого фильтра при скачкообразном изменении входного сигнала значительно уменьшается, что способствует улучшению динамических характеристик фильтра.

Активный фильтр для сглаживания пульсаций, содержащий операционный усилитель с отрицательной обратной связью, баластный резистор и два конденсатора, подключенных к выходному выводу фильтра, причем свободный конец одного из них подсоединен

2Q к инвертирующему входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик фильтра, в него дополнительно введен второй резистор, подключенный к выходу усилителя, и цепочка иэ встречно-параллельных соединенных диодов, один конец которой подключен к шине нулевого потенциала, а второй соединен со свободным концом второго конденсатора и второго резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. "Энергия",- 1975.

2. Беттке Р. Использование операционных усилителей для повышения быстродействия фильтра, †"Электроника"

4О (С А), 1971, I -10 (прототип). r rx