Полосовой активный RC-фильтр Советский патент 1992 года по МПК H03H11/12 

Предлагаемый полосовой активный RC- фильтр предназначен для использования в радиоэлектронной аппаратуре.

Наиболее близким по технической сути является основное изобретение по авт. св. № 1385260.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот активного RC-фильтра.

Указанная цель достигается тем, что в полосовом фильтре, содержащем соединение первого конденсатора с заземленным выводом и первого резистора, свободный вывод которого является входом фильтра, два одинаковых операционных усилителя (ОУ), между выходом и инвертирующим входом (И В) первого из которых подключен второй резистор, а между выходом и ИВ второго ОУ подключен второй конденсатор, третий резистор с заземленным выводом, четвертый резистор, подключенный между выходом второго ОУ и неинвертирующим входом (НИВ) первого ОУ и пятый резистор, подключенный между выходом первого ОУ и НИВ второго ОУ, свободный вывод третьего резистора соединен с НИВ второго ОУ, общая точка первого резистора и первого конденсатора подключена к НИВ первого ОУ, инвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены, а выходом фильтра является выход первого ОУ, дополнительно включен между выходом и НИВ первого ОУ третий конденсатор, что дает возможность расширить диапазон рабочих частот фильтра за счет компенсации частотных ограничений операционных усилителей,

На чертеже представлена схема предложенного устройства, содержащего резистор 1, первый ОУ 2, конденсатор 3, резистор 4, второй ОУ 5, резистор 6, резистор 7, конденсатор 8, резистор 9. конденсатор 10. Вход фильтра через резистор 1 подключен к НИВ ОУ2, который через конденсатор 3 соединен с общей точкой, а через резистор 4 с выходом 5, ИВ ОУ 2 и выход, являющийся и выходом фильтра, соединены резистором 6. ИВ и выход ОУ 5, а также

Ј

XI

|Сл х| XI

Ю О

го

выход О У 2 л НИВ ОУ 5, который через резистор 7 подключен к общей точке, соединены конденсатором 8 и резистором 9 соответственно. ИВ ОУ 2 и 5 закорочены между собой. НИВ л вход ОУ 2 соединены конден- сатором 10.

Принимаются обозначения: резистор 1

-R, резистор д - R резистор 6 - Ra, резистор 7 - R;,. резистор 9 - RI, конденсатор 3

-С, конденсатор 8 - Ci, конденсатор 10 -

С..

Предлагаемый фильтр представляет собой реализацию ме.одом элементной имитации схемы односторонне нагруженного резонансного звена на основе конвертора обобщенного импеданса с дополнительно введенной обратной связью.

Передаточная функция полосового фильтра в предположении идеальности ОУ может быть представлена через параметры фильтра кэ

О)

1

са й)рид фазовый набег, равный, но противоположный по знаку паразитному фазовому набегу ОУ. Предлагаемое решение позволяет избежать включения в схему потенциометра и регулировки частоты резонанса.

В предположении идеальности ОУ параметры схемы основного изобретения Мид, Урид , Оид связаны с параметрами предлагаемой схемы М ид, сорид , О ид следующими соотношениями:

,WpM3 -RARW,

(

ъ«--4шиг -

риЭ ри3 14шгс1СгК 4,

QHa..

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в частотноизбирательных устройствах. Цель изобретения - расширение частотного диапазона. Полосовой активный RC-фильтр содержит первый резистор 1, первый операционный усилитель 2, первый конденсатор 3, второй резистор 4, второй операционный усилитель 5, третий и четвертый резисторы 6 и 7, второй конденсатор 8, пятый резистор 9 и третий конденсатор 10. Работа полосового активного RC-фильтра основана на имитации односторонне нагруженного резонансного звена на основе конвертора обобщенного импеданса. 1 ил.

о j ,,,-- 1Д

ЈУрид

Q

ид

О)

и).

рид

О

+ 1

ид

где №/,: - коэффчииект передачи;20

c )i«; частота ;)езо -анса;

0/1Д -- добротное гь.

Из-за конечности и частотной зависимости коэффициента усиления ОУ на высоких частотах- параметры реальной схемы 35 значительно отличаться от идеальных и представляются как

М Мид Км, Ур УрИд Кр, Q Оид KQ,

где Км, Кр, Ко - поправочные коэффициенты, Во многих случаях изменение коэффициента ьередачи фильтра Км корректируй гея за счет соответствующего изменения угилекия. в целом всего радиотракта в котором данный фильтр использу- ечся, Для реализации добротности Q и резонансной частоты сор фильтра равными их идеальным значениям требуется под- строика вводимыми в схему потенциометрами.

В предлагаемой схеме компенсация не- идезгьной передаточной функции ОУ осуществляется за счет введения дополнительной положительной емкостной обратной связи (конденсатор Са) как пока- зано на фиг, 1. Прм эгом возникает компенсирующая пассивная цепь , которая при соответствующем расчете емкости конденсатора С2 дзет на частоте резонан

Для однополюсной аппроксимации передаточных функций ОУ fi /MO/( 1 + j ) и при RI Rs резонансную частоту С0р предлагаемого фильтра можно представить в виде

U)p - СОрид Кр

г

где k - J-

Р X,f(coC,R4)x2

Хг-(2Ј)() 2-(2Јar3)(U2Ј-2Ј aJ-2Ј г(

2,)2ИЈ+Г 46 22 (Јг)(,г

()3 Za 2+46ef+ 6 lf;+4& f63

- «C,R2,

е V(c«Rz(UeuO,u).

Решая уравнение вида шр сорид , т. е. К р 1 относительно Са, оставляя из двух возможных корней положительный и положив Ш О)рид , получим значение емкости конденсатора С2, при котором компенсируется неидеальность передаточной функции ОУ на частоте резонанса

((

(Z2-X2)2

Величину добротности в предлагаемом фильтре можно регулировать изменением величины входного резистора R без изменения резонансной частоты и коэффициента передачи.

Введение компенсирующего конденсатора позволяет без дополнительной подстройки получить частоту резонанса, совпадающую с расчетной «рид с точностью разброса величин элементов, и, следовательно, расширить частотный диапазон применимости низкочастотных ОУ.

Ожидаемый технико-экономический эффект заключается в возможности исполь0

зования в высокочастотных схемах фильтров низкочастотных ОУ, которые имеют сравнительно небольшую стоимость и широко доступны.

Формула изобретения Полосовой активный R C-фильтр по авт. св. Мг 1385260, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введен третий конденсатор, первый и второй выводы которого соединены соответственно с выходом и неинвертирующим входом первого операционного усилителя.