АКТИВНЫЙ ПОЛОСОВОЙ или ЗАГРАЖДАЮЩИЙ RC-ФИЛЬТР Советский патент 1971 года по МПК H03H11/12 

Предлагаемое изобретение может быть использовано для целей частотной селекции сигналов в радиотехнических н электроакустических системах, устройствах автоматики, телемеханики, измернтельной техники, работающих в широком диаиазоне изменения окружающей температуры.

Известны активные иолосовые или заграждающие RC-фильтры, содержащие электроиИый усилитель, охваченный отрицательной обратной связью через двойной Т-образный мост, обеспечивающий полное подавление сигнала на своей квазирезонансной частоте.

Существенным недостатком известных схем, препятствующим созданию высококачественных избирательных RC-систем, являются жесткие требования к точности н стабильности балансировки двойного Т-образного моста, вследствие чего колебания окружающей температуры вызывают значительные изменения основных параметров высокоизбирательного фильтра даже в случае использования в мосте максимально стабильных прецизионных элементов. Кроме того, известный способ повыщения темиературной стабильности фильтра, основанный на введении в двойной Т-образный мост элементов с заданными значениями температурных коэффициентов, не нашел щирокого применения из-за большого производственного разброса значений температурных коэффициентов серийных элементов, а сложности и трудоемкости настройки такой схемы.

С целью повыщения температурной стабильности основных параметров фильтра за счет устранения из нанряжения обратной связи дополнительного нанряжения, возникающего при температурном разба,:1ансе двойного Т-образного моста, в нредлагаемом фил1)Тре иараллельно двойному Т-образному мосту включена спецпальная схема термокомпенсации, состоящая из соединенных последовательно фазосдвигающей цепи и моста Уитстона, одно из плеч которого образовано термочувствительным элементом (терморезистором), иричем сигнал обратной связи формируется из алгебраической суммы выходных нанряжений двойного Т-образного моста и моста Уитстона в актнвном сумматоре, представляющем собой модификацию сложного эмнттерного повторителя.

Па чертеже изображена схема предлагаемого RC-фильтра,

Двойной Т-образный мост, состоящий из резисторов и конденсаторов Ci-Сз, нагружен высоким входным сонротивлением сложного эмиттерного новторителя на транзисторах TI и TZ, причем нижний по схеме транзистор 7ь являющийся динамической нагрузкой для TZ, своим переходом эмиттер - база включен в выходную диагональ моста Уитстона, образованного резисторами и содержащего терморезистор 5 в одном из плеч, примыкающих к базе транзистора TZТранзисторы Т (совместно с резистором R и TZ образуют два плеча активного сумматора, выход которого (коллектор транзистора Ti) соединен со входом той цепи основного усилителя /, через которую осуществляется замыкание петли обратной связи. Усилитель в общем случае имеет второй вход, к которому подключается источник входного сигнала, и два выхода,

К выходу / подключается нагрузка полосового фильтра, вход двойного Т-образного моста, а также фазосдвигающая цепь 2, соединенная через переменный резистор и разделительный конденсатор Ci, со входом моста Уитстона и образующая вместе с последним основную часть схемы термокомпенсации. Конкретное использование фазосдвигающей цепи зависит от типа применяемых в двойном Т-образном мосте элементов и в простейших случаях сводится к комбинации пассивных дифференцирующих или интегрирующих звеньев, обеспечивающих надлежащий фазовый сдвиг вблизи квазирезонансной частоты двойного Т-образного моста.

Выход // усилителя, на котором появляется усиленное напряжение обратной связи, служит для подключения внещней нагрузки при использовании схемы в качестве заграждающего фильтра.

Схема фильтра приводится в рабочее состояние путем настройки ее в двух точках температурного диапазона. В одной из них на квазирезонансной частоте соо поочередно балансируются двойной Т-образный мост и мост Уитстона, соответственно, переменными резисторами ь 2 и RI. В другой выбранной точке рабочего диапазона температур возникающее на частоте мо напряжение температурного разбаланса двойного Т-образного моста, характеризуемое эффективным значением f/т и фазой Фт, компенсируется напряжением температурного разбаланса моста Уитстона, причем необходимая амплитуда компенсирующего напряжения UK устанавливается переменным резистором , а его фаза фю которая должна совпасть с фт, - регулировочным элементом фазосдвигающей цепи 2.

При любой другой температуре напряжение разбаланса двойного Т-образного моста с большей или меньшей точностью остается скомпенсированным, что вытекает из характера аналитических температурных зависимостей для напряжений 6/т и UK.

,x, -е- -М(I)

t/K t/Bb,x, (2)

где Leuxi - напряжение на выходе / усилителя,

Д - приращение температуры, отсчитанное от точки начальной настройки.

Выражение (2), характеризующее разбаланс моста Уитстона, общеизвестно, и в нем приведенный коэффициент передачи |3к пропорционален температурному коэффициенту терморезистора, включенного в одно из плеч моста.

Работа предлагаемого RC-фильтра в диапазоне частот не отличается от общеизвестного принципа действия избирательной RC-системы с настроенным двойным Т-образным мостом в цепи обратной связи вследствие того, что схема термскомпенспровапия, подсоедипепиая параллельно двойному Т-образпому мосту, обладает широкой полосой пропускания.

Предмет изобретения

Активный полосовой или заграждающий RC-фильтр, содержащий электронный усилитель и двойной Т-образный мост в цепи отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности параметров RC-фильтра, параллельно двойному Т-образному мосту включено устройство температурной компенсации, состоящее из включенных последовательно фазосдвигающей цепи и моста Уитстона, одно из плеч которого образовано термочувствительным элементом, например терморезистором, а в выходную диагональ включен переход эмиттер-база транзистора составляющего вместе с резистором в цепи коллектора динамическую нагрузку сложного эмиттерного повторителя, вход которого соединен непосредственно с выходом двойного Т-образного моста, причем напряжение обратной связи, пропорциональное алгебраической сумме выходных напряжений двойного Т-образного моста и моста Уитстона, снимается с коллектора транзистора, являющегося динамической нагрузкой сложного эмиттерного повторителя.

Вход