Перестраиваемый фильтр нижних частот Советский патент 1988 года по МПК H03H11/12 

U

4ib

юэ

со

Cft

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения - повышение точ- ности формирования амплитудно-частотной характеристики и .расширение диапазона ее перестройки.

На фиг,1 приведена функциональная электрическая схема предложенного пе- рестраиваемого ф .шьтра; на фиг. 2 - эпюры напряжения на выходах распределителя импульсов; на фиг.З - распределитель импульсов.

Перестраиваемый фильтр нижних час- тот содержит операционный усилитель 1, повторитель 2 напряжения, ключ 3, регулируемый резистор 4, дополнительный резистор 5, N масштабных резисторов 6, первый, второй и третий N-ка- напьные коммутаторы 7-9, распределитель 10 импульсов, N конденсаторов 1 1 ,

Распределитель 10 импульсов (фиг.3)содержит генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13 с коэффициентом деления N, ждущие мультивибраторы 14 и 15.

Перестраиваемый фильтр нижних частот работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на первый вход N-канального коммутатора 8,- который в течение времени от О до Т (фиг.26) соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 1. В это же время замкнуты первые каналы N-канального коммутатора 7 и N-канального коммутатора 9. После окончания переходного процесса в момент времени tf замыкается ключ 3 (фиг.2а), и через замкнутый ключ 3, регулируемый ре зистор 4 и замкнутый первый канал N- канального коммутатора 9 первый из N конденсаторов 11 заряжается до направления на выходе операционного усили- теля 1, причем , , где R - сопротивление регулируемого резистора 4, С,, - емкость конденсаторов 1 1 . После окончания момента времени Т размыкаются первые каналы N-канапь- ных коммутаторов 7 - 9 и на время от Т до 2Т (фиг.2в) замыкаются вторые каналы N-канальньгх коммутаторов 7 - 9. Входной сигнал при этом отключается от неинвертирующего входа операционного усилителя 1 , и к этому входу че- рез замкнутый второй канал N-каналь- .ного комь{утатора 8 подключается первый из N конденсаторов 1 1,, его напряжение суммируется с напряжением, поступающим через N-канальный коммутатор

7с выхода повторителя 2 напряжения и после окончания переходных процессов через замкнутый ключ 3 (фиг.2а), регулируемый резистор 4 заряжает второй из N конденсаторов i1, Процесс заряда конденсаторов I1 продолжается аналогично путем до момента (N-l)T.

8этот момент подключается последний из конденсаторов 11, и напряжение, до которого он зарядится, поступает на вход повторителя 2 напряжения, будет действовать на выходе N-канального коммутатора 7 следующие N тактов работы пересматриваемого фи.пьтра нижних частот.

Перезаряд всех конденсаторов 1i происходит через один и тот же регулируемый резистор 4. Изменяя величину этого регулируемого резистора 4, одновременно изменяются все постоянные времени, что приводит к масштабной перестройке амплитудно-частотной характеристики перестраиваемого фильтра нижних частот (ФНЧ).

Передаточная функция перестраиваемого фильтра нижних частот высокого порядка для частот коммутации f много больших частоты среза f имеет вид

Ко Л Т.(р)

TU(P)i

П -т. Ср)

где Т (р)

1 р.

- передаточная функция звенаI

Я ,,,,

- постоянная вре-.

мени звена; К; - + 1 - коэффициенты

передач; КР уз,

К 1 ;

л ... 6,i

R.J-, Rg - сопрртивление . резистора 5 и масштабных ре- зистороз 6.

Преобразовав (1) и выразив его чеез элементы схемы, получим:

Л---1 р

П ( 1)

к, ;

1-0

Изобретение относится к радиотехнике и может, использоваться в устр-вах частотной селекции. Цель изобретения - повышение точности формирования АЧХ и расширение диапазона ее перестройки., Фильтр содержит операционный у-ль 1, повторитель 2 напряжения, ключ 3, N масштабных резисторов 6, два N-канальньгх коммутатора 7 и 8, распределитель 10 импульсов, конденсатор 11. В устр-во для достижения цели введены регулируемый резистор (РР) 4, дополнительный резистор 5, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного у-ля, третий N-канальный коммутатор 9, N-1 конденсаторов 11. Порядок перестраиваемого фш1ьтра нижних частот (ПФНЧ) определяется и равен количеству конд-ров 11. Благодаря тому, что перестройка всех постоянных времени, участвующих в формировании АЧХ, производится одним РР4, в ПФНЧ снимаются ограничения на идентичность цепей перестройки, что позволяет перестраивать частоту среза более чем в 100 раз. При перестройке ПФНЧ частота коммутации t не изменяется, что облегчает подавление шумов дискретизации и дополнительных полос пропускания на частотах, кратных частоте коммутации. 3 ил. (Л

(Р)

П (i+pR,c,, ) + 1| П ()П (itpR,c,,.) ()

i.,г ,:,L 6, ,-,. -4,1 . й,

Порядок перестраиваемого фильтра нижних частот определяется и равен количеству конденсаторов 11. Благодаря тому, что перестройка всех постоянных времени, участвующих в формировании амплитудно-частотной характеви- стики, производится одним регулируемым резистором 4 в перестраиваемом фильтре нижних частот снимаются ограничения на идентичность цепей перестройки, что позволяет перестраивать частоту среза более чем в 100 раз При перестройке перестраиваемого фильтра нижних частот частота коммутации ffc не изменяется, что облегчает подавление шумов дискретизации и дополнительных полос пропускания на частотах, кратных частоте коммутации.

Первый ждущий мультивибратор 14 осуществляет задержку на время t от- носительно начала импульса генератора 12, ждущий мультивибратор 15 осуществляет формирование импульса управления ключом 3. С выходов счетчика 13 с коэффициентом деления N импульсы (фиг. 26,в,г,д) подаются на управляю- щие входы N-канальных коммутаторов 7-9.

Формула изобретения

Перестраиваемый фильтр нижних частот, содержащий последовательно соединенные операционный усилитель и КЛ10Ч, повторитель напряжения, выход которого подключен к входу первого N кaнaльнoгo коммутатора; N выходов которого подкл очены к первым выводам соответствующих N масштабных резисто5

0

5

0

ров, вторые выводы которых объединены и подключены к и1геертирующему входу операционного усилителя, второй N-ка- нальньш коммутатор, первый вход которого является входом перестраиваемого фильтра нижних частот, конденсатор, первый вьшод которого подключен к общей щине, а второй - к входу повторителя напряжения, а также распределитель импульсов, первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго N-канальных коммутаторов, а второй - к управляющему входу ключа, при этом выходом перестраиваемого фильтра нижних частот является выход повторителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования амп- . литудно-частотной характеристики и расширения диапазона ее перестройки, введены N-1 конденсаторов, первые выводы которых подключены к общей шине, вторые вьшоды подключены к N-1 соответствующим входам второго N-каналь- ного коммутатора, выход которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, регулируемый резистор, третий N-канальный коммутатор, вход которого подключен к одному вьшоду регулируемого резистора, другой вьшод которого подключен к выходу ключа, причем N-выходов третьего N- канального коммутатора подключены к вторым выводам соответствующего из N конденсаторов, а также дополнительный резистор, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя.

Cf

п

2Т

фуг. 2

Фи.З

)T л/7