Перестраиваемый режекторный @ -фильтр Советский патент 1985 года по МПК H03H11/12 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в технике связи, измерительной технике и автоматике. Известен активный RC-фильтр, содержащий интегрирующее и дифференцирующее RC-звенья, эыходы которых объединены и подключены к неинвертирующему входу сум мирующего усилителя, охваченного цепью отрицательной обратной связи. Выход которого через последовател.ьно соединенные пер вый и второй резисторы подключен к входу интегрирующего RC-звена, а точка соединения первого со вторым резисторов подключена к входу дифференцирующего RC-звена четвертый резистор, включенный между входом активного RC-фильтра и входом интегрирующего RC-звена 1. Однако этот активный фильтр имеет lieдостаточное затухание на частоте режекции Наиболее близким к изобретению по технической сущности является перестраиваемый режекторный RC-фильтр, содержащии интегрирующее и дифференцирующее RC-звенья, выходы которых подключены к входу весового сумматора, выход которого является выходом перестраиваемого режекторного RC-фильтра, первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены, а второй вывод первого резистора подключен к входу дифференцирующего RC-звена, а также -фетий резистор, одним выводом подключенный к выходу весового сумматора, а другим - к входу интегрирующего RC-звена, второй вывод второго резистора подключен к инвертирующему входу операционного усилителя весового сумматора, а также четвертый резистор, включенный меж ду входами дифференцирующего и интегрирующего RC-звеньев, при этом входом перестраиваемого режекторного RC-фильтра является точка соединения первого со вторым резисторов 2. Однако известный перестраиваемый режекторный RC-фильтр имеет недостаточную добротность и не обеспечивает постоянный коэффициент передачи в полосе прозрачности. Цель изобретения - обеспечение постоянства коэффициента передачи в полосе прозрачности и повыщение добротности. Цель достигается тем, что з перестраиваемом режекторном RC-фильтре, содержащем интегрирующее и дифференцирующее RC-звенья, выходы которых подключены к входу весового сумматора, выход которого является выходом перестраиваемого режекторного RC-фильтра, первый и второй резис торы, первые выводы которых объединены, а второй вывод первого.резистора подключен к входу дифференцирующего RC-звена, а также третий резистор одним выводом подключенный к выходу весового сумматора, К точке соединения первого и второго резисторов подключен другой вывод третьего резистора, входы интегрирующего и дифференцирующего RC-звеньев объединены, причем входом перестраиваемого режекторного RC-фильтра является второй вывод второго резистора. На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого перестраиваемого режекторного RC-фильтра. Перестраиваемый режекторный RCфильтр содержит первый, второй и третий резисторы 1-3, интегрирующее RC-ЗБено 4, дифференцирующее RC-звено 5, весовой сум матор 6, содержащий суммирующий -усилитесь 7, охваченный цепью отрицательной обратной связи, выполненной на резисторах 8 и 9. и весовой элемент, выполненный на потенциометре 10. Перестраиваемый режекторный RCфильтр работает следующим образом. На низких частотах передача дифференцирующего RC-звена 5 близка к нулю, а интегрирующего RC-звена 4 - к собственному коэффициенту усиления его операционного усилителя 11, т.е. работает только плечо, в котором стоит интегрГирующее RC-звено 4, так как оно с помощью весового сумматора 6 и резистора 3 охвачено глубокой обратной отрицательной связью, передача всего перестраиваемого режекторного RC-фильтра на низких частотах имеет.конечную величину, равную отнощению резисторов 3 и 2. На высоких частотах работает плечо дифферен цирующего RC-звена 5, задавая конечную величину передачи перестраиваемого режек торного RC-фильтра, также равную отнощению резисторов 3 и 2. На частоте режекции передачи в обоих плечах будут равны, и за счет фазового сдвига интегрирующего и дифференцирующего RC-звеньев 4 и 5 - противофазны. В результате передача перестраиваемого режекторного RC-фильтра близка к нулю. Управлением положения отвода потенциометра 10 изменяются пере.а.ачи в обоих плечах, т.е. управляется частота режекции. Резистор 1 включается последовательно с конденсатором 12 дифференцирующего RC-звена 5, поэтому сопротивление цени, состоящей из последовательного соединенных резистора 1 и конденсатора 12, на высоких частотах ограничено величиной резистора 1, а это ограничивает коэффициент передачи дифференцирующего RC-звена 5 на высоких частотах, т.е. ограничивает коэффиц.иент передачи по петле обратной связи, что приводит к устойчивости схемы в области верхних частот. Таким образом, резистор 1 устраняет возможность самовозбуждения схемы на высоких частотах, при этом чем больше величина этого резистора 1 тем выще может быть получена добротность без нарущения устойчивости работы перестраиваемого режекторного RC-фильтра. Резистор 9 служит для регулировки добротности перестраиваемого режекторного RC-фильтра, которая прямо пропорциональна отношению резистора 8 к величине резистора 9. Резисторы 2 и 3 являются пассивными сумматорами, причем их отношение определяет коэффициент передачи перестраива емого режекторного RC-фильтра. Суммирующий усилитель .7 может быть выполнен на операционном усилителе, если требуется получить высокую стабильность характеристик. Кроме того, для расширения диапазона рабочих частот в сторону верхних частот и при невысоких требованиях к стабильности характеристик, весовой сумматор 6 может быть выполнен на каскадных схемах общий сток - общая база, что обеспечивает высокое входное сопротивление и широкий диапазо усиливаемых частот.

Предлагаемый перестраиваемый режекторный RC-фильтр позволяет производить каскадное соединение таких звеньев второго порядка без дополнительных согласующих устройств. При этом расширяется полоса задержания фильтра в области частоты режекции. Так, при добротности, равной 10 для каждого из двух предлагаемых звеньев, полоса задержания по уровню , 40 дБ расширяется с 4 Гц для одного звена до 40 Гц для двух звеньев.

Таким образом, применение предлагаемого перестраиваемого режекторного RCфильтра позволяет увеличить добротность за счет введения резистора 1, увеличивающего сопротивление на входе дифференцирующего RC-звена 5, что приводит к ограничению коэффициента передачи этого звена в области высоких частот, т.е. устраняет самовозбуждение схемы в области верхних частот.

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ РЕЖЕКТОРНЫЙ RC-ФИЛЫР, содержащий интегрирующее и дифференцирующее RC-звенья, выходы которых подключены к входу весового сумматора, выход которого является выходом перестраиваемого режекторного RC-фильтра, первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены, а второй вывод первого резистора подключен к входу дифференцирующего .RC-звена, а также третий резистор, одним выводом лодключе 1ный к выходу весового сумматора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства коэффициента передачи в полосе прозрачности и повыщения добротности, к точке соединения первого и второго резис торов подключен другой вывод третьего резистора, входы интегрирующего и дифферен . цирующего RC-звеньев объединены, причем входом перестраиваемого режекторного RC-фильтра является второй вывод второго резистора.