Режекторный фильтр Советский патент 1985 года по МПК H03H11/12 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных радиотехнических и измерительных устройствах.

Известен режекторный фильтр, содержащий операционный усилитель и КС-мост l .

Однако известный режекторный фильтр не позволяет настраивать частоту заграждения, квазирезонансную частоту и добротность независимо друг от друга. Кроме того, коэффициент переда,чи такого режекторного фильтра на частоте вне полосы режекции постоянен,-что ограничивает его применение в тех случаях, когда требуется дополнительное подавление высокочастотных помехi

Наиболее близким к пред лага емоьгу является режекторный фильтр, содер- жащий операционный усилитель, выход которого является выходом режекторного фильтра, последовательно соединенные первьй и второй резисторы, другой вывод первого резистора является входом режекторного фильтра, последовательно соединенные первый и второй конденсаторыj другой вывод первого конденсатора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, третий резистор, одним выводом подключенный к точке соединения первого и второго конденсаторов, а также четвертьй резистор, одним выводом подключенный к выходу операцирнного усилителя, при этом другие выводы второго конденсатора, второго третьего и четвертого резисторов подключены к входу режекториого фильтра, к общей шине и инвертирующему входу операционного усилителя соответственно, а точка соединения первого и второго резисторов подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя 21 .

. Однако данный режекторный фильтр имеет в области низких и высоких частот коэффициент передачи, не зависящий от частоты, что не позволяет подавить высокочастотную помеху.

Цель изобретения - увеличение коэффициента затухания вьше полосы режекции. ,

Поставленная цель достигается тем, что в режекторный фильтр,, содер жащий операционный усилитель, выход которого является выходом режекторного фильтра,, последовательно соединенные первый и второй резисторы, другой вьшод первого резистора является входом режекторного фильтра, последовательно соединенные первьгй и второй конденсаторы, другой вывод первого конденсатора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, третий резистор, одним выводом подключеиньш к точке соединения первого и второго конденсаторов, а также четвертый резистор, одним выводом подключенный к выходу операционного усилителя, введен третий конденсатор, включенный между выходом.и инвертирующим входом операционного усилителя, а другие выводы второго, третьего и четвертого резисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, к входу режекторного фильтра и к точке соединения первого и второго резисторов соответственно, при этом точка соединения первого и второго конденсаторов подключена к неинвертирзгющему входу операционного усилителя, а другой вывод второго конденсатора соединен с общей шиной.

На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема режекторного фильтра; на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика. (АЧХ) ,

Режекторный фильтр coдвpЖIiт операционный усилитель (ОУ) 1, первьй и второй резисторы 2 и 3, первый и второй конденсаторы 4 и 5, третий и четвертый резисторы 6 и 7, третий конденсатор 8.

Режекторньш фильтр работает следующим образом.

При подаче на вход режекторного фильтра сигнала низкой частоты сопротивление конденсаторов велико. Входной сигнал поступает на операционный усилитель 1 через резисторы 2J 3 и 6, а глубина отрицательной обратной связи определяется резисторами 7 и 3.. Так как , то коэффициент передачи режекторного фильтра определяется в области низкзах частот отношением Кб/К7 и примерно равен 1, где Ry, Rg, R сопротивления резисторов 2, 6 и 7.

По мере повьшения частоты сопротивление .конденсаторов 4 и 5 уменьшается, причем у конденсатора 4 быстрее, чем у конденсатора 5,. поэтому уровень сигнала на неинвертирующем входе уменьшается, а на инвертирующем - увеличивается. На частоте режекции сОо сигналы на входах операционного усилителя 1 становятся рав ными, что обеспечивает выходное напряжение режекторного фильтра, равное нулю. При дальнейшем увеличении частоты конденсатор 5 пгунтирует неинвертирующий вход операционного ус лителя 1, а конденсатор 8 увеличива ет глубину отрицательной обратной связи, уменьшая коэффициент передач режекторного фильтра и тем самым способствуя подавлению высокочастот ных помех,. Чтобы формально пояснить принцип работы режекторного фильтра и получить егоХарактеристики, приведем выражение для передаточной функции. Передаточная функция имеет вид .(Е), Р+ЬЬ . wvp; ,, f „ гчЗл... „24.0 Ug(p) а рЗ+а р +а р+Зй где р - оператор Лапласа; ,(g2+ga) г с г ( - §2 Э. л и т 4 (g5+g2+g7)+CgC4(g2+g6) ао §з8б8т g и С - соответственно .проводи мость и емкость 1-го резистора и конденсато ра. Анализ коэффициентов а, и пок зывает, что условие нуля передачи , т.е. Ca+C.-fC«Sl н-а§1 с, Cg(1.|)-bC,(u|l)C5 Другие параметры режекторного фильтра - частота квазирезонанса сОр полоса пропускания лсо, добротность выражаются через коэффициенты flj. следующим образом а,а2-с1оа. ,аз up --Предложенный режекторный фильтр обеспечивает одновременное выполнение требований к высокой крутизне амплитудно-частотной характеристики в переходной области и подавлению широкополосной высокочастотной помехи. Такой режекторный фильтр находит широкое применение в радиоэлектронике, технике связи и измерения. Предложенный режекторный фильтр целесообразно применять при формировании амплитудно-модулированного сигнала с нижней боковой полосой в многоканальных системах связи. В этом случае за счет нуля передачи обеспечивается подавление сосредоточенной помехи в спектре модулирующеГО сигнала, а за счет спада на верхних частотах - подавление несущей частоты. Возможно также применение данного режекторного фильтра для записи на магнитофон стерефонических УКВ передач. Для этого нуль передачи режекторного фильтра должен соответствовать поднесущей частоте, а спад на верхних частотах обеспечивает подавление широкополосных высокочастотных помех. Таким образом, введение дополнительного конденсатора и новых связей позволяет достичь глубокого подавления высокочастотной помехи, за счет чего значительно расширяются возможности его применения.

(вых.

20ig ивх.

РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий операционный усилитель, выход которого является выходом режектор- ного фильтра, последовательно соеди ненные первьй и второй резисторы, другой вывод первого резистора явля ется входом режекторного фильтра, п следовательно соединеннь1е первый и второй конденсаторы, другой вывод Фиг.1 первого конденсатора подключен к точке соединения первого и второго резисторов, третий резистор, одним выводом подключенный к точке соединения первого и второго конденсаторов, а также четвертьй резистор, одним выводом подключенный к выходу операционного усилителя, о т л ичающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента затухания выше полосы режекции, введен третий конденсатор, включенньш между выходом и инвертирую1цим входом операционного усилителя, а другие выводы, второго, третьего и четвертого резисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, к входу режекторного фильтра и к точке соединения первого и второго резисторов соответственно, при этом точка соединения первого и второго конденсаторов подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя, а другой вывод второго конденсатора соединен с общей шиной.