Фильтр нижних частот Советский патент 1987 года по МПК H03H11/12 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах Цель изобретения - упрощение настройки путем обеспечения независи- мых регулировок частоты и добротности полюса при минимальном дрейфе выходного напряжения,, обусловленного усилителями.

На фиг, 1 приведена э лектрическа функциональная схема фильтра нижних частот; на фиг. 2 я , 5 приведены электрические принципиальные схемы выполнения весового сумматора.

Фильтр нижних частот содержит ре зистор 1, первый и второй конденсатор 2 и 3, весовой сумматор 4, операционный усилитель 5,буферньй усилитель 6.

Весовой сумматор 4 (фиг . 2 а) со- держит собственно сумматор, образо- ванньй резисторами 7-9, и весовую входную цепь, образованную резисторами 10-13 и операционным усилителем 14.

Весовой сумматор 4 (фиг. 25) содержит собственно сумматор, образованный резисторами 7-9, и весовые входные цепи, образованные резисторами 15-18.

Фильтр нижних частот работает следующим образом.

Входной гармонический сигнал -попадает на выход фильтра нижних частот (на вывод первого резистора 1 или выход буферного усилителя 6) через Т-образный RC-MOCT, образованный резисторами 1 и 7 и конденсаторами 2 и 3, собственная (квазирезонансная) частота которого описывается известной формулой:

1

RC ,,R,jC,

(1)

где R,,R, - сопротивления резисторов

1и 7;

С,С, - емкости конденсаторов

2и 3.

Благодаря введению обратных связей через резистивные делители весовые входные цепи, образованные резисторами 15-18, и сумматор, образованный резисторами 7-9,. частота полюса (fp) и его затухание dp для фильтра нижних частот с использованием весового сумматора (фиг. 26).имеют вид:

fp VTj-f

RC

(2)

dp - . Ь г

Чр 1 1 . г J

где QP - добротность полюса, или при подключении конденсатора 3 Т-образного RC-моста к выходу буферного усилителя 6

d, 1-.й;

(4)

где

.1

R

1 г.

г

В формулах (3) и (4) R (I R , R,J| R

определяются выражениями:

при

18 3t,

я

i

С5)

.

(6)

где Rg,R - сопротивления соответству ющих резисторов 8-18 соответственно .

Из формулы (2) следует, что частота полюса фильтра нижних частот определяется не только частотой квазирезонанса Т-образного RC-моста, но и коэффициентом сдвига сравнения формул (2) и (3)-(4) следует, что частота полюса не зависит от коэффициента з, а затухание полюса зависит, чем и обеспечивается неитерационная процедура настройки

фильтра нижних частот в два этапа; I устанавливается частота полюса путем

регулировки, т.е. резистивным делителем напряжения, состоящим из резисторов 17 и 18; устанавливается затухание полюса путем регулировки 3t и т.е. резистивным делителем напряжения, состоящим из резисторов 15 и 16.

Для реализации фильтра нижних частот с расширенным диапазоном регулировки добротности используется весовой сумматор, изображенный на фиг. 2о(,

Частота и затухание полюса для случая использования весового сумматора (фиг. 2«) определяются по приведенным формулам (2) и (3)-(4), а ж и ж. приобретают вид:

|- 5i + -llL (1+ &12) 1 Rn R,,+R,i R,/

5i

Rg+Rg

(7)

RS+RS

(8)

В результате обеспечивается неитерационная процедура настройки фильтра нижних частот в два этапа: настраивается частота полюса путем регулировки Zj , т.е. резистивным делителем напряжения, образованным резисторами 8 и 9; настраивается затухание полюса путем регулировки, т.е. резистивным делителем напряжения, образованным резисторами И и 13 (или 10 и 12).

Из формулы 7 видно, что у, может быть больше, равным или меньше нуля в зависимости от выбора номиналов делителей напряжения, образован- ных резисторами 10, 12 и 11, 13, что согласно формулам (3) и (4) создает возможность увеличения доброт- ностей при регулировке (теоретически вплоть до бесконечно больших значений, когда ).

В предлагаемом фильтре 1шжних частот, если выходной сигнал снимается с высокоомного выхода Ug,, то дрейф обусловленный операционным усилителе 5 и буферным усилителем 6, полностью устраняется. Если сигнал снимается с вых1 ДРбйф имеет минимально возможное при низком выходе значение, совпадающее с дрейфом буферного уси-

O

5

5 п

0

лителя 6, включенного в режиме повторителя напряжения.

Формула изобретен, ия

Фильтр нижних частот, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу и выходу которого подключены первый и второй конденсаторы соответственно, другие выводы которых объединены и соединеньл с одним выводом резистора, а также буферный усилитель, отличающи.йся тем, что, с целью упрощения настройки путем обеспечения независимых регулировок частоты и добротности полюса при минимальном дрейфе выходного напряжения, обусловленного усилителями, введены весовой сумматор, первый вход которого подключен к выходу буферного усилителя, второй вход - к выходу операционного усилителя, а выход - к инвертирующему входу операционного усилителя, при этом вход буферного усилителя подключен к точке соединения конденсаторов с резистором, другой вывод которого является входом фильтра нижних частот, а буферный усилитель выполнен по схеме повторителя напряжения.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает упрощение настройки путем обеспечения независимых регулировок частоты и добротности полюса. Фильтр нижних частот содержит резистор 1, конденсаторы 2, 3, весовой сумматор (ВС) 4, операционный усилитель 5, буферный усилитель 6. Входной гармонический сигнал проходит на один из выходов через Т-образный КС-мост, образованный резистором 1, резистором ВС 4 и конденсаторами 2, 3. Частота полюса определяется собственной (квазирезонансной) частотой Т-образного моста и параметрами резисторов.ВС 4. Неитерационная процедура настройки фильтра нижних частот происходит в два этапа: сначала настраивают частоту полюса, а затем настраивают затухание полюса. Для упрощения настройки введен ВС 4. 2 ил. (Л , Bbfx.f ° Вых. 2 СО N9 О сх фиг. 1

S 7

Редактор Н.Горват

Составитель А.Меньшикова Техред А.Кравчук

Заказ 2666/55 Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Корректор В. Бутяга