Активный с-фильтр Советский патент 1974 года по МПК H03H7/10 

I

Изобретение относится к электролике и автоматике и может быть использовано при построении фильтров и устройств автоматики, моделирующих дробно-рациональную функцию.

Известны активные С-фильтры, содержащие операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи и частотно-зависимую цепь из последовательно соединенных Г-образных дифференцирующих RCзвеньев, вход первого звена которой подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а выходы всех звеньев цепи через соответствующие резисторы обратной связи подключены к выходу операционного усилителя.

Однако известные активные RC-филътры имеют сложную перестройку, а также не обеспечивают независимую регулировку параметров.

Целью изобретения является упрощение перестройки фильтра и обеспечение независимости регулировок его параметров.

Для этого между выходом каждого звена частотно-зависимой цепи и входом последующего звена включены преобразователи тока в напряжение, входом своим подключенные к соответствующим резисторам связи, а резистивные ветви Г-образных звеньев подключены к источнику входного сигнала.

На чертеже приведена схема активного RCфильтра.

Активный RC-фнлъгр содержит операционный усилитель 1 с резистором 2 в цепи отрицательной обратной связи, источники сигнала 3, частотно-зависимую цепь из последовательно соединенных Г-образных дифференцирующих -RC-звеньев 4, состоящих из резисторов 5, 6, 7, 8 и конденсаторов 9, 10, И, резисторов отрицательной обратной связи 12, 13, 14 и преобразователей тока в напряжение 15, 16, 17. Преобразователи тока в напряжение должны обладать малым входным и выходным сопротивлениями. Инверсия сигнала должна отсутствовать.

Фильтр работает следующим образом.

При работе фильтра должна быть реализована дробно-рациональная функция. Коэффициент передачи операционного усилителя 1, охваченного глубокой отрицательной обратной связью, прямо пропорционален проводимости активного многополюсника от источника сигнала 3 до входа усилителя и обратно пропорционален проводимости многополюсника от выхода усилителя до его входа.

Проводимость от источника сигнала 3 до входа операционного усилителя I определяется током от источника сигнала 3, пропледшим на вход усилителя 1 (при короткозамкнутом входе). Этот ток определяется его со ставляющими, прошедшими через резисторы 5, 6, 7, 8. Поскольку преобразователи тока в напряжение обладают малым входным сопротивлением, составляюш.ие, прошедшие через резисторы 6, 7, 8, полностью поступают на соответствуюш,ие преобразователи. В каждом преобразователе составляюшая тока преобразуется в напряжение. Это вызывает соответствующую составляющую тока в подключенном к выходу преобразователя конденсаторе. Последняя полностью поступает на следующий преобразователь тока в напряжение, где снова преобразуется в напряжение, и т.д. Процесс продолжается до поступления составляющей тока на вход усилителя. Проводимость от источника сигнала 3 до входа усилителя 1 вычисляется по формуле y6+i/eP+Z/7 « + f/,P + ..M где г/5, г/6, Ут, УВ, ... - проводимости соответствующих резисторов, P J-, (Во -частота нормирования, R - коэффициенты преобразования преобразователей тока в напряжение в предположении, что преобразователи равны, С - емкость конденсаторов в предположении, что емкости всех конденсаторов одинаковы. Аналогично рассуждая, можно вычислить проводимость от выхода до входа операционного усилителя 1. Итоговое выражение для передаточной функции активного .С-фильтра имеет вид jcP + у.Р + +.. yt + y4P +УпР + УцР+-Кажльш коэффициент дробно-рациональной функции определяется проводимостью только одного соответствующего резистора, что обеспечивает независимость регулировок параметров фильтра. При необходимости перестройки фильтра на другую частоту нормирования «о достаточно изменить коэффициенты преобразования J всех преобразователей тока в напряжение. Предмет изобретения Активный С-фильтр, содержащий операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи и частотно-зависимую цепь из последовательно соединенных Гобразных дифференцирующих / С-звеньев, вход первого звена которой подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а выходы всех звеньев цепи через соответствующие резисторы связи подключены к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения перестройки фильтра и обеспечения независимости регулировок его параметров, между выходом каждого звена частотно-зависимой цепи и входом последующего звена включены преобразователи тока в напряжение, входом своим подключенные к соответствующим резисторам связи, а резистивные ветви Г-образных звеньев подключены к источнику входного сигнала.

/J

о