Активный рс-фильтр нижних частот Советский патент 1981 года по МПК H03H11/12 

(54) АКТИВНЫЙ RC-ФИЛЬТР НИЖНИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к радиотех нике и может использоваться в различных радиотехнических установках в частности в устройствах последетекторной обработки сигналов. Известен активный RC-фильтр нижних частот, содержа&лий усилител последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные меж входом устройства и входом усилителя, выход которого через первьзп конденсатор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а также второй конденсатор, подключенный к входу усилителя LU Однако известный активный КС-фи имеет недостаточную стабильность частотных характеристик и недостаточный динамический диапазон. Цель изобретения - повышение ст бильности частотных характеристик и расширение частотного и динамического диапазонов. Для этого в активный RC-фильтр нижних частот, содержащий усилитель, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включен ные между входом устройства и вход усилителя, выход которого через пе вый конденсатор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а также второй конденсатор, подключенный к входу усилителя, последовательно с вторым конденсатором включен третий конденсатор, соединенный с общей шиной, а к точке соединения второго и третьего конденсаторов подключены отвод дополнительно введенного резистивного делителя напряжения, включенного между выходом усилителя и общей шиной. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Аактивный RC-фильтр содержит усилитель 1, первый и второй резисторы 2 и 3, первый, второй и третий конденсаторы 4, 5 и 6 и резистивный делитель напряжения, состоящий из резисторов 7 и 8. Устройство работает следующим образом. Передаточная функция предлагаемого активного КС-фильтра нижних частот имеет вид: 7 - K/lRI-Rg) Р ) при условии PCH-PC+1/R3/ Тле Rl, R2 - сопротивление рези ров 2 и 3; С1, С2, 3 - емкость конденсато 6, 5 и 4 ; К - коэффициент усилен усилителя 1 J. R4 - сопротивление рези Р - оператор Лапласса. Величина чувствительности, х теризующая динамический и часто диапазоны для предлагаемого фил равна 7 /Ьк / ,.,;-V,HjW. P.Cn-Ci-ePCi/Pfli-i/Ri-Кг На резонансной частоте tO)l/ где величина ( достигает своег симума с учетом расчетных соотн ний RjcM CI CMH-O tHn-n)Q-m .-, Сз mo где Q - добротность полюсов, m эффициент пропорциональности, п чим: с- сч а 7. -7 Q--i diw 17 0-1 причем для устройства-прототипа ствительность (ш-и )Q (m 7г 0 ° На основании полученных значени и 9fl нетрудно оценить преимущес предлагаемой схемы 171 uVl а t,.е. при реализации фильтров с пользованием предлагаемой схемы но получить -в Q/a раз меньше уро ни шумов и нелинейных искажений а также расширить диапазон рабочих частот. Например, при предлагаемый фильтр позволяет получить на выходе уровень шумов в 25 раз ниже, чем у фильтра прототипа и в пять раз расширить область рабочих частот при одной и той же добротности полюсов передаточной функции. Таким образом, включение третьего конденсатора 6 последовательно со вторым конденсатором 5 и включение в точку соединения конденсаторов 5 и 6 отвода резистивного делителя напряжения, соединенного с общей шиной, обеспечили увеличение стабильности частотных характеристик, расширение динамического диапазона и час-цотного диапазона не менее чем в Q/2 раза, по сравнению с фильтромпрототипом. Характеристики предлагаемого фильтра экспериментально исследовались на изготовленном образце на дискретных элементах с использованием в качестве усилительного элемента усилителя 1УТ401А. Осуществлялась реализация фильтра с полосой пропускания 128 кГц с добротностью полюсов , тогда как подобной реализации с использованием схемы прототипа осуществить не удалось из-за серьезных частотных характеристик низкой стабильности и уровня шумов. Формула изобретения Активный RС-фильтр нижних частот, содержа1аий усилитель, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные между входом устройства и входом усилителя, выход которого через первый конденсатор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а также второй конденсатор, подключенный к входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частотных характеристик и расширения частотного и динамического диапазонов, последовательно с вторым конденсатором включен третий конденсатор, соединенный с общей шиной, а к точке соединения второго и третьего конденсаторов подключен отвод дополнительно введенного резистивного делителя напряжения, включенного между выходом усилителя и общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе 1. Sallen R.P. и Кеи F.L. Apractical Method of Designing RC Active Filters. IRSTrans C.T. 1955,VCT-2,, № 1 {прототип).

CZ

/