Перестраиваемый полосовой активный фильтр Советский патент 1985 года по МПК H03H11/04 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах дальней связи.

Известен перестраиваемый полосовой активный фильтр, содержащий три полосовых звена второго порядка, охваченные цепями дополнительной отрицательной обратной связи через соответствующие резистивные делители-сумматоры 1.

Однако перестраиваемый полосовой активный фильтр имеет недостаточно высокую стабильность характеристик затухания при изменении ширины полосы пропускания, обусловленную увеличением неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), при ее увеличении, а также недостаточно высокой избирательностью, обусловленной возможностью реализации только полиномиальных передаточных функций.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является перестраиваемый полосовой активный фильтр, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, первое полосовое звено второго порядка, первый резистивный делитель-сумматор, выполненный с регулируемым коэффициентом передачи, второе полосовое звено второго порядка, второй резистивный делитель-сумматор, третье полосовое звено второго порядка, а также резистивный делитель, включенный параллельно входу первого полосового звена второго порядка, при этом первое и третье полосовые звенья второго порядка содержат первый и второй интеграторы и инвертор, выполненные на операционных усилителях и , соединенные в кольцо, причем выходом первого и третьего полосовых звеньев второго порядка является выход первого интегратора, входом первого полосового звена второго порядка - вход инвертора, а входом третьего полосового звена второго порядка - инвертирующий вход операционного усилителя первого интегратора, выход кото рого подключен к второму входу первого резистивного делителя-сумматора, к инвертирующим входам операционных усилителей первых интеграторов первого и третьего полосовых звеньев второго порядка подключены резисторы, другие выводы которых подключены к вь1ходам операционных усилителей, отвод резистивного делителя подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя первого интегратора третьего полосового звена 2.

Однако известный перестраиваемый полосовой активный фильтр имеет невысокую стабильность неравномерности АЧХ при регулировке ширины полосы пропускания, обусловленную изменением коэффициента связи между звеньями при их постоянной добротности.

Цель изобретения - повышение стабильности характеристик затухания при регулировке полосы пропускания.

Цель достигается тем, что в перестраиваемом полосовом активном фильтре, содержащем последовательно соединенные источник входного сигнала, первое полосовое звено второго порядка, первый резистивный делитель-сумматор, выполненный с регулируемым коэффициентом передачи, второе полосовое звено второго порядка, второй резистивный делитель-сумматор, третье полосовое звено второго порядка, а также резистивный делитель, включенный параллельно входу первого полосового звена второго порядка, при этом первое и третье полосовые звенья второго порядка содержат первый и второй интеграторы и инвертор, выполненные на операционных усилителях и соединенные в кольцо, причем выходом первого и третьего полосовых звеньев второго порядка является выход первого интегратора, входом первого полосового звена второго порядка - вход инвертора, а входом третьего полосового звена второго порядка - инвертирующий вход операционного усилителя первого интегратора, выход которого подключен к второму входу первого резистивного делителясумматора, к инвертирующим входам операционных усилителей первых интеграторов первого и третьего .полосовых звеньев второго порядка подключены резисторы, отвод резистивного делителя подключен к инвертирующему входу операционного усилителя первого интегратора третьего полосового звена второго порядка, второй выход второго резистивного делителя-сумматора подк.1Ючен к инвертирующему входу операционного усилителя первого интегратора первого полосового звена второго порядка, вторые выводы резисторов первых интеграторов первого и второго полосовых звеньев второго порядка подключены к точке соединения резисторов первого резистивного делителя-сумматора.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема предлагаемого перестраиваемого полосового активного фильтра.

Перестраиваемый полосовой активный фильтр содержит источник 1 входного сигнала, первое полосовое звено 2 второго порядка, первый резистивный делитель-сумматор 3 с регулируемым коэффициентом передачи, второе полосовое звено 4 второго порядка, второй резистивный делитель-сумматор 5, третье полосовое звено 6 второго порядка, резистивный делитель 7, при этом первое и третье полосовые звенья 2 и 6, содержат первый и второй интеграторы 8(9) и 10(11); инвертор 12(13) выполненные на операционных усилителях и резистор 14(15). Первый резистивный делитель-сумматор 3 содержит резисторы 16-18 и переменный резистор 19. Второй резистивный делительсумматор 5 содержит резисторы 20-23. Перестраиваемый полосовой активный фильтр работает следующим образом. Перестраиваемый полосовой активный фильтр представляет собой лестничный (LF) активный фильтр 6-го порядка, у которого переменный резистор 19 позволяет производить одновременную регулировку связных контуров (первого полосового звена со вторым и второго с-третьим). Передаточная функция перестраиваемого полосового активного фильтра описывается выражением: Н,о, - HiiSR,19iiLH.(P,Rl9)Ha( (Р) - Fh,H,(P,R19rH7fp)(R19T где Ht,H,,H, передаточные функции соответствующих звеньев; коэффициенты передачи n,,n цепей дополнительной обратной связи; комплексная частота; К. коэффициент передачи ре зистивного делителя 7; R.l3 сопротивление переменного резистора 19. При увеличении коэффициента связи напряжение сигнала на переменном резисторе 19 возрастает и компенсирует уменьщение коэффициента передачи, вызываемое взаимной расстройкой связанных контуров. При этом сигнал обратной связи, поступающий на вход интегратора 8 через резистор 14, а также на вход интегратора 10 через соответствующий резистор 15 возрастает, что приводит к уменьщению добротности первого и третьего полосовых звеньев 2 и 6, определяемой выражениями (1+.|ш); + -Й-)G. (l R14, ,R.16,R18 - сопротивления резисторов 14, 15, 16 и 18; R. -сопротивление резистора интеграторов 8 и 10, в то время, как в известном фильтре добротности звеньев на зависят от номинала резистора R19 (Ql R14/R; Q R15/R). Таким образом, увеличение ширины полосы пропускания за счет увеличения номинала переменного резистора R19 первого и третьего полосовых звеньев 2 и 6 приводит к уменьщению неравномерности АЧХ. Сравнительные испытания предлагаемого и известного перестраиваемого полосового активного фильтра показывают, что при одинаковом увеличении (в 3 раза) ширины полосы пропускания от номинальной неравность АЧХ изменяется следующим образом: для известного - от 0,1 до 2 дБ; для предлагаемого - от 0,1 до 0,5 дБ. По сравнению с базовым объектом предлагаемый перестраиваемый полосовой активный фильтр имеет при одинаковой прямоугольности меньшее значение максимальной неравномерности АЧХ, что достигнуто за счет одновременного изменения коэффициентов связи между звеньями и их добротностей при регулировке ширины полосы пропускания, осуществляемой одним перестраиваемым элементом.

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ПОЛОСОВОЙ АКТИВНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, первое полосовое звено второго порядка, первый резистивный делительсумматор, выполненный с регулируемый коэффициентом передачи, второе полосовое звено второго порядка, второй резистивный делитель-сумматор, третье полосовое звено второго порядка, а также резистивный делитель, включенный параллельно входу первого полосового звена второго порядка, при этом первое и третье полосовые звенья второго порядка содержат первый и второй интеграторы и инвертор, выполненные на операционных усилителях и соединенные в кольцо, причем выходом первого и третьего полосовых звеньев второго порядка является выход первого интегратора, входом первого полосового звена второго порядка - вход инвертора, а входом третьего полосового звена второго порядка - инвертирующий вход операционного усилителя первого интегратора, выход которого подключен к второму входу первого резистивного делителя-сумматора, к инвертирующим входам операционных усилителей первых интеграторов первого и третьего полосовых звеньев второго порядка подключены резисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности характеристик затухания при регулировке полосы пропускания, отвод резистивного делителя подключен к инвертирующему входу операционного усилителя i первого интегратора третьего полосового звена второго порядка, второй выход второго резистивного делителя-сумматора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя первого интегратора первого полосового звена второго порядка, вторые выводы резисторов первых интеграторов первого и второго полосовых звеньев второго порядка подключены к точке соединеN ния резисторов первого резистивного делителя-сумматора. 05 со 05