Перестраиваемый активный фильтр Советский патент 1993 года по МПК H03H11/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для построения активных RC-фильтров и корректоров HSBти

ia.

Цель изобретения - упрощение процесса функциональной перестройки фильтра за счит организации независимой регулировки пазаметров ah , Q, Т0 (HSB-тип) в схеме на базе унитарного ОУ, а также устранение на вы ходе фильтра паразитной постоянной составляющей1 выходного напряжения ОУ.

Поставленная цель достигается тем, что в схеме АРС-фильтра (прототипа), выходом которой является точка соединения первых конденсаторов и резистора, другими выводами подключенных, соответственно, к выходу устройства и к инвертирующему входу ОУ. к которому также подключены вторые конденсатор и резистор, другими выводами подключенных, соответственно, к выходу ОУ и к выходному узлу схемы, к которому подключены заземленный и третий резисторь

, второй вывод которого соединен с выходе м ОУ, первый конденсатор переключен со входа схемы к инвертирующему входу ОУ, второй резистор переключен с выхода схе- MIJ к выходу ОУ, конденсатор отрицэтель- обратной связи (ООС) при этом включается вместо третьего резистора, а к

выходу устройства подключается дополнительный заземленный конденсатор.

На фиг, 1,2 представлены принципиальные электрические схемы предлагаемого фильтра 1, Перестраиваемый активный фильтр содержит инвертирующий операционный усилитель 1, резисторы 2, 3, 4 и конденсаторы 5, 6, 7.

Построенное устройство является ARC- фильтром 2-го порядка с многопетлевой СОС и работает следующим образом.

Как известно, передаточную функцию по напряжению можно однозначно определить из матрицы узловых проводимостей цепи У, описывающей схему активного устройства, по формуле:

т)

В данном случае, считая ОУ идеальным (fi - оо ), имеем: Т(р)PC2Yi

fe

со

Сд VI Сл) СО СО

Р2 Ci C2 -f P Y2 ) Ci + С2 + Сз ) Y2 Уз

. р Q То

p2 + p fe+fij|

Где Yi, Y2, Уз- соответственно, проводимости 2,3,4 резисторов,/

Ci, Са, Сз - соответственно, емкости 5, 6, 7 конденсаторов,

Р j о) - оператор Лапласа.

Данная передаточная функция является полосно-пропускающей (ПП) и определяет следующие параметры схемы фильтра:

Q

«9 й

Ci +Са+Сз

YiC2

0 Y2 ( Ci + С2+Сз) .При анализе полученных выражений устанавливается возможность регулировки Oto независимо от Т0 с помощью подстройки проводимости Уз. т.е.

(Y3)

То - cons; Q независимо от Шо

Q f(C3)

бУь - const; То независимо от оь и Q

То f(Yi).

УО , Q - const.

Таким образом, процесс функциональной перестройки схемы можно свести к безитера- тивной однопроходной последовательности настроек схемных параметров:

. - uJb (Y3) Q(C3) - T0(Yi).

Анализируя схемотехнику фильтра, необходимо также заключить, что синтезированная цепная структура выгодно отличается от схем и прототипа и базового объекта в плане устранения паразитной постоянной составляющей выходного напряжения ОУ посредством гальванической развязки за счет включения конденсатора 6 (Са) между выходом ОУ и выходом устройства. Дрейф паразитной составляющей также значительно ослабляется и сглаживается благодаря конденсатору 7 (Сз), подключенного к общей шине устройства.

Необходимо также отметить, что на базе данной схемы можно организовать (построить) ВЧ-фильтрующее звено (фиг.

2( путем включения на вход ОУ вместо резистора 2 (Y2) конденсатора соответствующей емкости с сохранением при этом всех поло- жительных свойств базового ПП-звена.

По сравнению с базовым объектом, обеспечивающим независимую регулировку йь 1то - const и QlTo - const в схеме на базе унитарного ОУ, предлагаемый вариант активного RC-фильтра позволяет:

-дополнительно организовать управление добротностью Q независимо от резонансной частоты (Do и усилением То независимо от добротности Q, мь , т.е. влияние регулировки Q.ftfe на параметр Т0 легко устраняется соответствующей подстройкой резистора 2 (Yi), что значительно упрощает процедуру функциональной настройки цепи, а также дает

возможность использования данного фильтрующего звена в наиболее универсальных корректорах HSB-типа,

- устранить на выходе устройства паразитную постоянную составляющую выходного напряжения ОУ, а также значительно ослабить дрейф паразитной постоянной составляющей.

Таким образом, предлагаемый АРС- фильтр на базе схемы с унитарным активным элементом (OYi) позволяет организовать независимое управление параметрами coo , Q, То, при этом схема фильтра в рамках двух частотно-избирательных функций (ПП- и ВЧ-) обеспечивает устранение паразитной постоянной компоненты выходного напряжения ОУ.

Формула изобретения . Перестраиваемый активный фильтр, входом которого является первый вывод

первого резистора, вторым выводом соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя (ОУ) и первыми выводами второго резистора и первого конденсатора, вторыми выводами соединенных соответственно, с выходом ОУ и выходом фильтра, между которыми включен второй конденсатор, при этом неинвертирующий вход ОУ соединен с общей шиной и вторым выводом , третьего резистора, первым выводом подключенным к выходу фильтра, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса функциональной перестройки фильтра, к вы- . ходу фильтра дополнительно подключен третий заземленный конденсатор.

/7/7- Ъ&вно

Использование: для построения активных RC-фильтров и корректоров HSB-типа. Сущность изобретения: упрощение процесса функциональной настройки и перестройки фильтра, что достигается посредством организации независимой регулировки параметров ftfe , Q, То, в схеме наказе унитарного ОУ, которая также предусматривает устранение паразитной постоянной составляющей выходного напряжения ОУ. 2 ил.

Vuz.i

tt

if

ВЧ-З&ено

tt

4

Фиг.,2