Активный RC-фильтр Советский патент 1989 года по МПК H03H11/12 

-й4

я ПО

СП

со ю

СО СО

J

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве фильтра нижних частот в прие- мо-усилительных устройствах.

Целью изобретения является уменьшение нелинейных искажений путем передачи сигнала по вспомогательному каналу.

На чертеже приведена электрическая схема активного RC-фильтра.

Активный RC-фильтр содержит сумматор 1, первый резистор 2, второй резистор 3, первый конденсатор 4, третий конденсатор 5, вспомогательный канал 6 передачи сигнала, состоящий из второго конденсатора 7 и пятого резистора 8, основной канал 9 передачи сигнала, состоящий из инвертирующего усилителя 10, четвертого конденсатора 11, четвертого резистора 12, неинвертирующего усилителя 13 и третьего резистора 14, первый 15 и второй 16 входы сумматора 1

Активный RC-фильтр работает следующим образом.

Передаточная функция основного канала 9 передачи сигнала определяется выражением

т (n) Kj±EiK-L:Јi±KjRiC.al () Т« W1+pC +R) Ш

С учетом (2) можно записать для передаточной функции активного RC-фильтра

Т(р)

- KkjHrEj ji+EKaJ n+E lCl+ECii ар +Ьп +со+Т

10

(3)

где k,., и kj - весовые коэффициенты сумматора 1 по входам 15 и 16 соответственно, а %э ;

ь ); с 5+t(3-K);

С RC (R - сопротивление резисторов 2 и 3; с - емкость конденсато- ров 4 и 5) ,

(R3 - сопротивление резистора 8, с - емкость конденсатора 7). При подстановке в (3) после преобразований получим

Т(зо))ТАф(ш)х

JkL- w VUФэ (.) iiu/CtJCkl.tk. I { 1 + +jw()У

где

(4)

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве фильтра нижних частот в приемоусилительных устройствах. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений путем передачи сигнала по вспомогательному каналу. Фильтр содержит введенный сумматор 1, резисторы 2 и 3, конд-ры 4 и 5, вспомогательный канал 6 передачи сигнала, состоящий из конд-ра 7 и введенного резистора 8, основной канал 9 передачи сигнала, состоящий из инвертирующего у-ля 10, конд-ра 11, резистора 12, неинвертирующего у-ля 13, резистора 14. АЧХ активного @ RC-фильтра в пределах полосы прозрачности при одних и тех же значениях τ в малой степени отличается от АЧХ пассивного фильтра нижних частот второго порядка, что и приводит к малым значениям S_K - относительной чувствительности передаточной функции фильтра T к коэффициенту передачи K, а следовательно, и к малым значениям K₁₁ - коэффициента интермодуляции второго порядка. Применение фильтра, обладающего малыми нелинейными искажениями, позволяет значительно расширить область применения активных фильтров нижних частот с нулем передачи. 1 ил.

- коэффициент передачи неинвертирующего усилителя 13; - коэффициент передачи инвертирующего усилителя 10; - сопротивление резистора 14; - емкость конденсатора 11; - сопротивление резистора 12j - комплексная частота. Кг -К и R , 0 можно запи

к-Й4±

1+р

Фэ

(2)

где К К1 - модуль коэффициента передачи основного канала 9;

фз R1C1 , Из (2) видно, что основной канал

50

При k 1 1 выражения (7) и упрощаются

(9

(Ю

Из (10) с учетом (6) видно, что 9 передачи сигнала является фазосдви- „ частота режекции ыр при изменении

гающим звеном 1-го порядка, которое создает зависящий от частоты фа- зовый сдвиг, не внося изменений в АЧХ.

и I, удовлетворяет неравенству

Т Г w р Нэ

00,

(11)

ДФ

f. , К(1Ны€фэ , ,,

(JW) (5)

35

k

k2/K.

(6)

При условии

Ъ

Фз k,

(7)

k +k, выражение (4) равно нулю на частоте

режекции

1

СОр- -рг

Г t-фз

(8)

При k 1 1 выражения (7) и упрощаются

(8)

(9)

(Ю)

и I, удовлетворяет неравенству

Т Г w р Нэ

00,

(11)

5

Таким образом, нуль передачи активного RC-фильтра при выполнении уловия (7) обеспечивается на частоте lf)f удовлетворяющей (11).

Математический анализ показывает что выполнение основного канала 9 в виде фазосдвигающего звена и введение вспомогательного канала 6 обеспчивает выигрыш по k|(- коэффициенту интермодуляции второго порядка - в 2,5 раза при 3/ 1. При отношении 2,7 этот выигрыш максимлен и составляет 2,867 раза. Причины получения этого выигрыша состоят в уменьшении S - относительной чувствительности передаточной функции 1 фильтра Т к коэффициенту передачи К

3Ткd n Td K

АЧХ активного RC-фильтра в пределах полосы прозрачности при одних и тех же значениях в малой степени отличается от АЧХ пассивного фильтра нижних частот второго порядка, что и приводит к малым значениям S, a

следовательно, и к малым

значениям К „.

Применение активного RC-фильтра, обладающего малыми нелинейными искажениями, позволяет значительно рас- , ширить область применения активных фильтров нижних частот с нулем передачи.

2997

6 Формула изобретения

Активный RC-фильтр, содержащий первый резистор, первый вывод которого является входом активного RC-фильтра, а второй выход через последовательно соединенные второй резистор, неинвертирующий усилитель и третий резистор подключен к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого .. резистора, вход неинвертирующего усилителя подключен к первым выводам второго конденсатора и третьего кон- с денсатора, второй вывод которого под0

0

5

0

ключей к общей шине, при этом выход инвертирующего усилителя через последовательно соединенные четвертый конденсатор и четвертый резистор подключен к первому выводу первого конденсатора, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений путем передачи сигнала по вспомогательному каналу, в него введены пятый резистор и сумматор, выход которого является выходом активного RC-фильтра, а первый и второй входы подключены соответственно к первым выводам первого конденсатора и пятого резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, при этом второй -вывод второго конденсатора подключен к второму входу сумматора, а вход инвертирующего усилителя - к входу неинвертирующего усилителя.