Активный rc-фазовый контур

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гггг 964978 (61) Дополнительное к asr. сеид-ву— (22) Заявлено 140700 (21) 2957943/18-09

151)М Кп

Н 03 Н 11/16 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий. (23).Приоритет

Опубликовано 071082, бюллетень ¹37

153} УДК 621. 3. 2. .56(088.8) Дата опубликования описания 07.10.82 (72) Авторы изобретения

С.В.Гришин, С.Г.Крутчинский и И.Я.Крику

Таганрогский радиотехнический институт им (71) Заявитель (54) г1КТИВНЫЙ КС-ФАЗОВЫЙ КОНТУР

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для построения линий задержки и фазовых корректоров.

Известно устройство, которое может быть использовано для построения линий задержки, фазовых корректоров и Фаэовращателей г1 3.

Недостатком этого фазового контура является большее (на два ) число частотно-задающих элементов и большая нестабильность частот полюса и нуля.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является активный RC-фазовый контур, содержащий дифференциальный операционный усилит.ль (,ПОУ у, охваченный емкостной отрицательной обратной свяэьк, между выходом которого, являющимся выходом активного AC -Фазового контура, и источником сигнала включены последовательно соединенные первый резистор н первый конденсатор, между точкой соединения первого резистора и первого конденсатора и инвертнрующим входом

ДОУ включен второй резистор, а между источником сигнала и неинвертирующим входом ДОУ включен резистивный делитель (2 ).

Недостатком этого устройства является значительный разброс номиналов элементов для реализации добротности большей 1, а также высокая чувствительность частоты полюса к площади усиления ДОУ, что сужает частотный диапазон его работы.

Цель изобретения — расширение час1О, тотного диапазона работы активного

RC-фазового контура.

Цель достигается тем, что в активный ЙС-фазовый контур, содержащий первый дифференциальггый операционный усилитель (ДОУ ), охваченный емкостной отрицательной обратной связью, между выходом которого, являющимся выходом активного RC-фазового контура, и источником сигнала вклкчены последовательно соединенные первый резистор и первый конденсатор, к инвертирующему входу ДОУ подсоединены одним .выводом второй резистор, а между источником сигнала н неинвертирующим входом ДОУ включен реэистивный.делитель, введен второй ДОУ, охваченный резистнвной отрицательной обратной связью, неинвертирующий вход которого подключен к точке соединения первого резистора и первого.

30 . конденсатора, а выход — к другому

964978 выводу второго резистора, при этом между его инвертирующим входом и выходом активного RC-Фазового контура включен третий резистор.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого 5 устройства.

Активный RG-Фазовый контур содержит два дифференциальных операционных усилителя 1 и 2, два конденсатора 3 и.4, четыре резистора 5 — 8 и реэис- Ip тивный делитель 9 °

Устройство работает следующим образом.

Входной гармонический сигнал подается «а инвертирующий вход ДОУ 1 через RC,-цепь 10, ДОУ 2 и RC-цепь 11, и через резистивный делитель 9 на неинвертирующий вход ДОУ 1, который одновременно охвачен частотнозависимой отрицательной обратной связью через эти же RC-цепи 10 и 11, что позволяет получить следующую передаточную функцию фазового контура .второго порядка

+ d +wo () 25

2 2

З p + p ptu<+ 2 где Ф вЂ” коэффициент передачи делителя;

Т() ш ) = й

R1+R2

30 а У д ц о " 1 п ър где с

Неравномерность коэффициента передачи активного RC-фазового конту45 ра при изменении площадей усиления й„ и Ф1 характеризуется чувствительностями — — Р "р — + р 1 1+1 Г2

5 = — — Мр п„1 П )ь

Если Ф1 = ь, то

60 ж,", ш ð „Ю wR Ш„

5 =(4+() 5 = — («R) — и S

"1 " "4 1 " "1 "1

R5 .

R6

Чем меньше эти чувствительности, тем стабильнее коэффициент передачи

65 в диапазоне частот, т.е, тем шире (т.е. Я = постоянная времени RC-цепи 10; постоянная времени RC-цепи 11; затухание полюса функции

F(p); затухание нуля функции г(р); сопротивление незаземленного резистора делителя 9; сопротивление заземленного резистора делителя 9; добротность полюса;

R5 — сопротивление резистора 7;

R6 — сопротивление резистора 8.

Для получения амплитудно-частотной характеристики активного RC-фазового контура необходимо, чтобы в выражении (1) Йс= — dp.Из этого условия при Г = .1 находим необходимую величину коэффициента

2+ dp

Если, например dp = 0,1

10), то ® = 0,95.

Если выражение для фазового сдви га имеет вид

Ч(ю ) У - 2arctg

w(up d о откуда следует, что в диапазоне частот от w = 0 до м =со фазовый сдвиг изменяется от 180 до -180О.

Зависимость модуля комплексного коэффициента передачи от частоты (т.е. амплитудно-частотная характеристика ) находится из выражения (1 ) заменой в нем р на Ы

Из выражения ((2) следует, что при dp = «dp модуль коэффициента пере дачи активного RC-фазового коНтура

I частотно-независим и равен а

Кроме того, в случае идеальных опера,ционных усилителей 1 и 4 частоты нуля (ыд) и полюса (шр) совпадает, т. е. () =

При использовании реальных операционных усилителей 1 и 2 из-за ограниченности их площадей усиления

П= P tarp

Где р- — коэффициент усиления ДОУ; со — граничная частота усилетр ния ДОУ, ч стоты н ля и полюса не совпадают. ю+= и> 4- —" — „ — "+

964978

1 ð

5П 2 0 i

25 где D — показатель, зависящий от соотношения параметров элементов Т-образного RC-моста;

35

В устройстве-прототипе затухание полюса дР определяется соотношением постоянных .времени ь„и ь

1-

Поэтому, даже для получения добротности ЯР= (дР= ) показатель 0=9 и чувствительность частоты полюса к площади усиления П в устройстве-про- 45 тотипе в 4,5 раза больше, чем в предлагаемом ЙС-фазовом контуре..

Если требуется получить добротность полюса Яр = 10, то необходимо

При этом, если это, м ! иметь 1 — =100.

"1 соотношение обеспечено перекосом

° емкостных элементов, то D = 10, если же резистивных, то D = 40.

Таким образом, для предложенного активного RC-. фазового контура чувст55 диапазон частот активного RC-фазового контура.

Для доброт ности полюса Gp= "0 (при этом 1 + k = 2) и при П.=Tl П указанные чувствительности равны

МО МР МР ЮР

k Ф 5

5 ""1 — 5 = — н

П.! п rl1 и иф

Пг

Иэ последнего выражения видно, что о

8„ =Sn ++S. п9.

Для устройства-прототипа частота 5 полюса ы Р с учетом ограниченности площади усиления tl определяется выражением

ы и) ШР 1» 9

2 П / 20 а чувствительность частоты полюса к нестабильности площади усиления равна

Шр вительность частоты полкса5 в диа-! ! и пазоне добротностей полюса от до

10 уменьшается в 4,5 раза (при Q ü=1) и в 5 раз или 20 раз (при 0 = 10).

Иэ полученных результатов следует что при одинаковых требуемых чувств!% вительностях 5 Р в предложенном устP ройстве необходимая площадь усиления П может быть в 5 или 20 раэ меньше (в зависимости от того, разбросом каких элементов определяется. добротность|, чем в прототипе, а это позволяет для реализации предложенного устройства использовать менее дорогие операционные усилители.

Полученный положительный эффект достигается также в дуальной схеме активного НС-фазового контура, в которой реэистивные и емкостные элементы меняются местами..

Формула изобретения

Активный RC -фазовый контур, содержащий первый дифференциальный операционный усилитель (ДОУ ), охваченный емкостной отрицательной обратной связью, между выходом которого,являющимся выходом активного РС -фазового.контура, и источником сигнала . включены последовательно соединенные первый резистор и первый конденсатор, к инвертирующему входу ДОУ подсоединен одним выводом второй резистор, а между источником сигнала и неинвертирующим входом ДОУ включен резистивнкй делитель, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона его работы, введен второй ДОУ, охваченный резистивной от! ицательной обратной связью, неинвертирующий вход которого подключен к . точке соединения первого резистора и первого конденсатора, а выход — к другому выводу второго резистора,при этом между его инвертнрующим входом и выходом активного RC Фазового контура включен третий резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 664276, кл. Н 03 Н 7/18, 14.12.76.

2. Авраменко В.Л.,Галямичев Ю.П., Ланнэ A.A. Электрические линии задержки и фаэовращатели. N. "Связь", 1973, с. 30, рис. 2.18 (прототип ).

964978

Составитель A.Îñèïîâè÷

Редактор Л.Веселовская ТехредЛ.Пекарь Корректор С.Шекмар Заказ 7688/46 Тираж 959 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий.

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

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