Кодоперестраиваемый фильтр Советский патент 1991 года по МПК H03H11/12 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, повышение точности установки частоты среза амплитудно-частотной характеристики.

На фиг. 1 представлена структурная схема кодоперестраиваемого фильтра; на фиг. 2 - схема умножающего цифро- аналогового преобразователя на фиг.З - вариант схемы выполнения кодоперестраиваемого фильтра.

Кодоперестраиваемый фильтр содержит первый операционный усилитель (ОУ) 1, второй ОУ 2, повторитель

напряжения 3, интегратор 4, умножающий цифроаналоговый преобразователь 5, фильтр 6 нижних частот, делитель напряжения 7, первый резистор 8, второй резистор 9, третий резистор 10, четвертый резистор 11, пятый резистор 12.

Кодоперестраиваемый фильтр работает следующим образом.

Передаточная функция кодоперестраиваемого фильтра в предположении об идеальности ОУ, а также без учета действия ФНЧ 6 на полезный сигнал

ЭЭ Јь Э

Јь

эо

S(jtf)

R3/R.$ 1+Jo5 CR,07(kRe)

(f)

N

К

а

N

iti разрядные цифры;

разрядность входного цифрового кода умножающего цифроапа- логовогс преобразователя 5. При условии

V R 1

H-jQRCJ/k

(2)

Для того, чтобы ПП не оказывал заметного влияния на характеристику t.5 управле1шя частотной среяа должно выполняться условие

С р || Ј

н

2 КС.

20

30

Введение ФНЧ b позволяет существен но повысить стабильность режима работы по постоянному току, поскольку сигнал постоянного напряжения с выхода первого операционного усилителя 1, дается в цепь инвертирующего входа второго операционного усилителя 2 без ослабления в цифроаналоговсм преобразователе 5 (как известно, коэффициент передачи которого 0 К ( ).Сопротивления резисторов в ФНЧ 6 целесообразно выбирать соизмеримым с базовым сопротивлением, при этом возрастание напряжения смещения на выходе первого операционного усилителя 1 имеет порядок ЗДС смещения, что в большинстве случаев не нарушает линейный режим работы фильтра при любых значениях управляющего цифрового кода.

Ошибка статизма второго ОУ 2 приво-40дит в стандартных схемах к появлению

разности потенциалов между токовыми выходами умножающего цифроаналогового преобразователя 5, а также между его токовым выходам и общей шиной. При этом паразитная емкость С (см. фиг.2), а также емкость между выводами ill и V оказывает влияние на прохождение полезного сигнала и на динамические

35

45

На фиг.f 3 показана схема кодоп страиваемого фильтра, в котором чи операционных усилителей уменьшено двух. Отличительным признаком схем является питание ЦАП от источника

характеристики всего фильтра.

,i50 ка управляемого напряжением. Для

Наличие разности потенциалов междуэ«

выводами III и IV приводит к нарушению распределения токов в резисторах матрицы R-2R и, как следствие, к возрастанию нелинейности характеристики управления частотой среза; возника о-, щая при этом мультипликативная погрешность УЦАИ (уменьшение действительного значения К) влияет на точность

данной схемы необходимо выполнение ловия R(- R $ ., В этом слу эквивалентная постоянная времени ф фильтра определяется по формуле Н

экв Vе 1 ai

Выравнивание разности потенциал на выходах умножающего цифрраналог

.5

0

0

с задания эквивалентной постоянной времени: с ко -|. Введение повторителя

напряжения 3 позволяет выравнять потенциалы выводов III, IV, V, что приводит к нейтрализации паразитных емкостей матрицы R-2R и улучшает точность распределения токов в резисторах матрицы. При этом, быстродействие повторителя напряжения 3 может быть значительно меньше, чем у остальных операционных усилителей, что объясняется малой амплитудой его выходных сиг- сиг налов .

Подача напряжения через делитель напряжения 7 с выхода повторителя нап- ряжеш Я 3 на вход первого ОУ 1 позволяет скомпенсировать погрешность, обу обуслопленную ошибкой статизма второго ОУ 2. Для этого должно выполняться условие

-

,()7R«Rc }

R1 +

HR,

I-™ ю .y, 8Л9 с учетом принятых допущений для

или резисторов

RO. R

R

81

/R, 2,

о ,

R

II /1М2

(4)

Следует отметить, что при возрастании частоты сигналов вследствие уменьшения модуля коэффициента передачи второго операционного усилителя 2 ошибка статизма может существенно возрастать.

Включение повторителя напряжения 3 как показано на фиг. 1 способствует также уменьшению погрешностей преобразования, обусловленных вариацией эквивалентного выходного сопротивления умножающего цифроаналогового преобразователя 5 в пространстве входных цифровых кодов.

На фиг.f 3 показана схема кодопере- страиваемого фильтра, в котором число операционных усилителей уменьшено до двух. Отличительным признаком схемы является питание ЦАП от источника то

данной схемы необходимо выполнение условия R(- R $ ., В этом случае, эквивалентная постоянная времени фильт фильтра определяется по формуле Н

экв Vе 1 ai (5)-

Выравнивание разности потенциалов на выходах умножающего цифрраналогового преобразователя 5 при помощи повторителя напряжения 3, позволяет скомпенсировать влияние емкости и тем самым расширить частотный диапазон кодоперестраиваемого фильтра.

10

Формула, изобретения

Кодоперестраиваемый фильтр, содержащий последовательно включенные первый резистор, первый операционный усилитель, регулируемый усилитель, выполненный на умножающем цифроаналого- ( вом преобразователе, и второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, интегратор и второй резистор, второй вывод которого соединен с вторым выводом 20 первого резистора, первым выводом третьего резистора и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с вторым выводом третьего резистора, выход интег- 25 ратора является выходом кодоперестраи9д I-гяс-н

0

05

ваемого фильтра, цифровые входы умножающего цифроаналогового преобразователя являются входами управления кодоперестраиваемого фильтра, при этом выход инверсного тока умножающего цифро- аналогового преобразователя соединен с его токопроводящим экраном, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, повышения точности установки частоты среза амплитудно-частотной характеристики кодоперестраиваемого фильтра, в него введены повторитель напряжения, Фильтр нижних частот и делитель напряжения, причем вход фильтра нижних частот соединен с выходом первого операционного усилителя, а выход - с входом второго операционного усилителя и входом повторителя напряжения, выход которого соединен с выходом инверсного тока умножающего цифроаналогового преобразователя и входом делителя напряжения, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя.

Ля

fi

I

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах частотной селекции. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, повышение точности установки частоты среза амплитудночастотной характеристики. Кодоперест- раиваемый фильтр содержит два операционных усилителя 1 и 2, повторитель 3 напряжения, интегратор 4, умножающий цифроаналоговый преобразователь 5, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, делитель 7 напряжения, пять резисторов 8 - 12, причем выходом кодоперестраи- ваемого фильтра является выход интегратора 4. За счет действия обратной отрицательной связи кодопервстраиваемый фильтр формирует на своем выходе амплитудно-частотную характеристику фильтра нижних частот первого порядка с частотой среза,, определяемой кодом на входе умножающего цифроаналогового преобразователя 5. Через ФНЧ 6 замыкается обратная связь по постоянному току. 3 ил.

Редактор Н. Коляда

Составитель Ю. Чернышев

Техред Л.Олийнык Корректор Н. Ревская

Заказ 1555

Тираж 456

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное