RU2718212C1 - Universal programmable arc-filter - Google Patents

Universal programmable arc-filter Download PDF

Info

Publication number
RU2718212C1
RU2718212C1 RU2019137424A RU2019137424A RU2718212C1 RU 2718212 C1 RU2718212 C1 RU 2718212C1 RU 2019137424 A RU2019137424 A RU 2019137424A RU 2019137424 A RU2019137424 A RU 2019137424A RU 2718212 C1 RU2718212 C1 RU 2718212C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
operational amplifier
differential operational
output
inverting input
input
Prior art date
Application number
RU2019137424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дарья Юрьевна Денисенко
Елена Владимировна Викулина
Николай Николаевич Прокопенко
Николай Владимирович Бутырлагин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Priority to RU2019137424A priority Critical patent/RU2718212C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718212C1 publication Critical patent/RU2718212C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1291—Current or voltage controlled filters

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to means of tunable spectrum limiters connected at the input of analogue-to-digital converters for various purposes. In comparison with the prototype, the universal programmable ARC filter is characterized by that the output of third (8) differential operational amplifier is connected to analogue input (16) of second (12) resistance matrix R-2R, between the output of fifth (10) differential operational amplifier and the non-inverting input of third (8) differential operational amplifier, second (25) capacitor is connected, output of fourth (9) differential operational amplifier is connected to non-inverting input of third (8) differential operational amplifier through second (26) resistor, inverting input of fifth (10) differential operational amplifier is connected to second (2) input of device through additional resistor (34), and is connected to common bus of power sources through ninth (33) resistor, and is also connected to output of fifth (10) differential operational amplifier through fourth (28) resistor, inverting input of third (8) differential operational amplifier is connected to inverting input of fifth (10) differential operational amplifier and through third (27) resistor is connected to third (5) output of device and output of third (8) differential operational amplifier, first (1) input of device is connected to second (4) device output through series-connected eighth (32) and sixth (30) resistors, common node of which is connected to inverting input of third (8) differential operational amplifier through fifth (29) resistor and connected to common bus of power sources through seventh (31) resistor.EFFECT: technical result consists in improvement of the implemented Q-factor stability.1 cl, 4 dwg

Description

МПК: H03H 11/12,IPC: H03H 11/12,

H03H 7/10H03H 7/10

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ARC-ФИЛЬТРUNIVERSAL PROGRAMMABLE ARC FILTER

Изобретение относится к области радиотехники, а также измерительной техники, и может использоваться, например, в качестве перестраиваемых ограничителей спектра, включаемых на входе аналого-цифровых преобразователей различного назначения. The invention relates to the field of radio engineering, as well as measuring equipment, and can be used, for example, as tunable spectrum limiters, included at the input of analog-to-digital converters for various purposes.

Универсальные программируемые активные RC-фильтры (ARCФ), обеспечивающие на разных выходах формирование амплитудно-частотных характеристик фильтра нижних частот (ФНЧ), фильтра высоких частот (ФВЧ), полосового фильтра (ПФ), широко используются в современной электронике [1-15] и оказывают существенное влияние на качественные показатели многих аналого-цифровых систем связи и автоматического управления. При этом в качестве элементов программирования и перестройки ARCФ применяются матрицы R-2R [1], управляемые кодом. Достаточно важным направлением совершенствования программируемых ARCФ является подстройка и перестройка их основных параметров, в т.ч. за счет цифровой коммутации пассивных элементов и применения микросхем цифровых потенциометров [9-15].Universal programmable active RC-filters (ARCF), which provide the formation of amplitude-frequency characteristics of the low-pass filter (LPF), high-pass filter (HPF), band-pass filter (PF) at different outputs, are widely used in modern electronics [1-15] and have a significant impact on the quality indicators of many analog-digital communication systems and automatic control. At the same time, R-2R matrices [1], controlled by code, are used as programming and ARCF tuning elements. A rather important direction for improving programmable ARCFs is the adjustment and restructuring of their main parameters, including due to digital switching of passive elements and the use of digital potentiometer microcircuits [9-15].

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является схема универсального программируемого ARC-фильтра, представленная в патенте RU 2019904, 1994 г. Он содержит (фиг. 1) первый 1 и второй 2 входы, а также первый 3, второй 4 и третий 5 выходы, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 дифференциальные операционные усилители, первую 11 и вторую 12 матрицы сопротивлений R-2R, каждая из которых имеет цифровое управление по многоканальным логическим входам 13 и 14 соответственно, аналоговые входы 15 и 16 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, входы 17 и 18 для подключения обратных связей первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, аналоговые выходы 19 и 20 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R соответственно, а также вспомогательные аналоговые выходы 21 и 22 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, согласованные с общей шиной источников питания, первый 23 конденсатор, включенный между выходом первого 6 дифференциального операционного усилителя и его инвертирующим входом, первый 24 резистор, включенный между выходом второго 7 дифференциального операционного усилителя, соединенным со входом 18 для подключения обратной связи второй 12 матрицы сопротивлений R-2R и инвертирующим входом первого 6 дифференциального операционного усилителя, аналоговый выход 20 второй 12 матрицы сопротивлений R-2R соединен с инвертирующим входом второго 7 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом первого 6 дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход второго 7 дифференциального операционного усилителя подключен к общей шине источников питания, аналоговый выход 19 первой 11 матрицы сопротивления R-2R связан с инвертирующим входом четвертого 9 дифференциального операционного усилителя, выход которого подключен ко входу 17 для подключения обратной связи первой 11 матрицы сопротивления R-2R, выход пятого 10 дифференциального операционного усилителя связан с первым 3 выходом устройства, выход первого 6 дифференциального операционного усилителя связан со вторым 4 выходом устройства, второй 25 конденсатор, второй 26, третий 27, четвертый 28, пятый 29, шестой 30, седьмой 31, восьмой 32, девятый 33 резисторы.The closest prototype of the claimed device is a universal programmable ARC filter scheme presented in patent RU 2019904, 1994. It contains (Fig. 1) the first 1 and second 2 inputs, as well as the first 3, second 4 and third 5 outputs, the first 6, the second 7, third 8, fourth 9 and fifth 10 differential operational amplifiers, the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, each of which has digital control over multi-channel logic inputs 13 and 14, respectively, analog inputs 15 and 16 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, inputs 17 and 18 d To connect feedbacks of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, analog outputs 19 and 20 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, respectively, as well as auxiliary analog outputs 21 and 22 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R matched with the common bus of power supplies, the first 23 capacitor connected between the output of the first 6 differential operational amplifier and its inverting input, the first 24 resistor connected between the output of the second 7 differential operational amplifier connected to the input house 18 for connecting feedback of the second 12 resistance matrix R-2R and the inverting input of the first 6 differential operational amplifier, analog output 20 of the second 12 resistance matrix R-2R connected to the inverting input of the second 7 differential operational amplifier and the non-inverting input of the first 6 differential operational amplifier, non-inverting input of the second 7 differential operational amplifier is connected to a common bus of power sources, analog output 19 of the first 11 resistance matrix R-2R communication n with an inverting input of the fourth 9 differential operational amplifier, the output of which is connected to input 17 for connecting the feedback of the first 11 resistance matrix R-2R, the output of the fifth 10 differential operational amplifier is connected to the first 3 output of the device, the output of the first 6 differential operational amplifier is connected to the second 4 the output of the device, the second 25 capacitor, the second 26, third 27, fourth 28, fifth 29, sixth 30, seventh 31, eighth 32, ninth 33 resistors.

Основной существенный недостаток ARCФ-прототипа фиг. 1 состоит в том, что он не позволяет реализовать высокую стабильность добротности фильтра на высоких частотах, так как компенсация влияния частотных свойств операционных усилителей выполняется с помощью используемого в схеме фиг. 1 третьего конденсатора (элемент под № 35). The main significant disadvantage of the ARCF prototype of FIG. 1 consists in the fact that it does not allow to realize high stability of the quality factor of the filter at high frequencies, since the influence of the frequency properties of operational amplifiers is compensated using FIG. 1 of the third capacitor (element under No. 35).

Основная задача предполагаемого изобретения состоит в повышении стабильности реализуемой добротности.The main objective of the proposed invention is to increase the stability of the realized quality factor.

Поставленная задача достигается тем, что в универсальном программируемом ARC-фильтре фиг. 1, содержащем первый 1 и второй 2 входы, а также первый 3, второй 4 и третий 5 выходы, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 дифференциальные операционные усилители, первую 11 и вторую 12 матрицы сопротивлений R-2R, каждая из которых имеет цифровое управление по многоканальным логическим входам 13 и 14 соответственно, аналоговые входы 15 и 16 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, входы 17 и 18 для подключения обратных связей первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, аналоговые выходы 19 и 20 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R соответственно, а также вспомогательные аналоговые выходы 21 и 22 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, согласованные с общей шиной источников питания, первый 23 конденсатор, включенный между выходом первого 6 дифференциального операционного усилителя и его инвертирующим входом, первый 24 резистор, включенный между выходом второго 7 дифференциального операционного усилителя, соединенным со входом 18 для подключения обратной связи второй 12 матрицы сопротивлений R-2R и инвертирующим входом первого 6 дифференциального операционного усилителя, аналоговый выход 20 второй 12 матрицы сопротивлений R-2R соединен с инвертирующим входом второго 7 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом первого 6 дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход второго 7 дифференциального операционного усилителя подключен к общей шине источников питания, аналоговый выход 19 первой 11 матрицы сопротивления R-2R связан с инвертирующим входом четвертого 9 дифференциального операционного усилителя, выход которого подключен ко входу 17 для подключения обратной связи первой 11 матрицы сопротивления R-2R, выход пятого 10 дифференциального операционного усилителя связан с первым 3 выходом устройства, выход первого 6 дифференциального операционного усилителя связан со вторым 4 выходом устройства, второй 25 конденсатор, второй 26, третий 27, четвертый 28, пятый 29, шестой 30, седьмой 31, восьмой 32, девятый 33 резисторы, предусмотрены новые элементы и связи – второй 4 выход устройства подключен к аналоговому входу 15 первой 11 матрицы сопротивления R-2R, третий 5 выход устройства соединен с выходом третьего 8 дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход четвертого 9 дифференциального операционного усилителя соединен с инвертирующим входом второго 7 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом пятого 10 дифференциального операционного усилителя, выход третьего 8 дифференциального операционного усилителя подключен к аналоговому входу 16 второй 12 матрицы сопротивлений R-2R, между выходом пятого 10 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом третьего 8 дифференциального операционного усилителя включен второй 25 конденсатор, выход четвертого 9 дифференциального операционного усилителя связан с неинвертирующим входом третьего 8 дифференциального операционного усилителя через второй 26 резистор, инвертирующий вход пятого 10 дифференциального операционного усилителя соединен со вторым 2 входом устройства через дополнительный резистор 34, и соединен с общей шиной источников питания через девятый 33 резистор, а также связан с выходом пятого 10 дифференциального операционного усилителя через четвертый 28 резистор, инвертирующий вход третьего 8 дифференциального операционного усилителя соединен с инвертирующим входом пятого 10 дифференциального операционного усилителя и через третий 27 резистор подключен к третьему 5 выходу устройства и выходу третьего 8 дифференциального операционного усилителя, первый 1 вход устройства соединен со вторым 4 выходом устройства через последовательно соединенные восьмой 32 и шестой 30 резисторы, общий узел которых связан с инвертирующим входом третьего 8 дифференциального операционного усилителя через пятый 29 резистор и подключен к общей шине источников питания через седьмой 31 резистор.The problem is achieved in that in the universal programmable ARC filter of FIG. 1, containing the first 1 and second 2 inputs, as well as the first 3, second 4 and third 5 outputs, the first 6, second 7, third 8, fourth 9 and fifth 10 differential operational amplifiers, the first 11 and second 12 resistance matrix R-2R each of which has digital control via multi-channel logic inputs 13 and 14, respectively, analog inputs 15 and 16 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, inputs 17 and 18 for connecting feedbacks of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R analog outputs 19 and 20 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R respectively Actually, as well as auxiliary analog outputs 21 and 22 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, matched to the common bus of power supplies, the first 23 capacitor connected between the output of the first 6 differential operational amplifier and its inverting input, the first 24 resistor included between the output of the second 7 differential operational amplifier connected to the input 18 for connecting the feedback of the second 12 resistance matrix R-2R and the inverting input of the first 6 differential operational amplifier, tax output 20 of the second 12 resistance matrix R-2R is connected to the inverting input of the second 7 differential operational amplifier and the non-inverting input of the first 6 differential operational amplifier, the non-inverting input of the second 7 differential operational amplifier is connected to the common bus of power supplies, analog output 19 of the first 11 resistance matrix R -2R is connected to the inverting input of the fourth 9 differential operational amplifier, the output of which is connected to input 17 for connecting feedback the first 11 resistance matrix R-2R, the output of the fifth 10 differential operational amplifier connected to the first 3 output of the device, the output of the first 6 differential operational amplifier connected to the second 4 output of the device, the second 25 capacitor, second 26, third 27, fourth 28, fifth 29, sixth 30, seventh 31, eighth 32, ninth 33 resistors, new elements and connections are provided - the second 4 output of the device is connected to the analog input 15 of the first 11 resistance matrix R-2R, the third 5 output of the device is connected to the output of the third 8 differential of the second operational amplifier, the non-inverting input of the fourth 9 differential operational amplifier is connected to the inverting input of the second 7 differential operational amplifier and the non-inverting input of the fifth 10 differential operational amplifier, the output of the third 8 differential operational amplifier is connected to the analog input 16 of the second 12 resistance matrix R-2R, between the output the fifth 10 differential operational amplifier and non-inverting input of the third 8 differential operational amplifier For the second 25 capacitor is turned on, the output of the fourth 9 differential operational amplifier is connected to the non-inverting input of the third 8 differential operational amplifier through a second 26 resistor, the inverting input of the fifth 10 differential operational amplifier is connected to the second 2 input of the device through an additional resistor 34, and connected to a common source bus power supply through the ninth 33 resistor, and is also connected to the output of the fifth 10 differential operational amplifier through the fourth 28 resistor, inverting the input the third 8 differential operational amplifier is connected to the inverting input of the fifth 10 differential operational amplifier and through the third 27 resistor is connected to the third 5 output of the device and the output of the third 8 differential operational amplifier, the first 1 input of the device is connected to the second 4 output of the device through the eighth 32 and sixth connected in series 30 resistors, the common node of which is connected to the inverting input of the third 8 differential operational amplifier through the fifth 29 resistor and is connected to power supply bus through the seventh 31 resistor.

На чертеже фиг. 1 показана схема программируемого ARCФ-прототипа, а на чертеже фиг. 2 – схема заявляемого программируемого ARCФ в соответствии с формулой изобретения.In the drawing of FIG. 1 shows a diagram of a programmable ARCF prototype, and in the drawing of FIG. 2 is a diagram of the inventive programmable ARCF in accordance with the claims.

На чертеже фиг. 3 приведена схема заявляемого ARCФ фиг. 2 в среде компьютерного моделирования Micro-Cap.In the drawing of FIG. 3 shows a diagram of the inventive ARCF of FIG. 2 in the computer simulation environment Micro-Cap.

На чертеже фиг. 4 представлены амплитудно-частотные характеристики программируемого ARCФ фиг. 2 для выходов ПФ, ФНЧ и ФВЧ.In the drawing of FIG. 4 shows the amplitude-frequency characteristics of the programmable ARCF of FIG. 2 for PF, low-pass and high-pass outputs.

Универсальный программируемый ARC-фильтр фиг. 2 содержит первый 1 и второй 2 входы, а также первый 3, второй 4 и третий 5 выходы, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 и пятый 10 дифференциальные операционные усилители, первую 11 и вторую 12 матрицы сопротивлений R-2R, каждая из которых имеет цифровое управление по многоканальным логическим входам 13 и 14 соответственно, аналоговые входы 15 и 16 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, входы 17 и 18 для подключения обратных связей первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, аналоговые выходы 19 и 20 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R соответственно, а также вспомогательные аналоговые выходы 21 и 22 первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R, согласованные с общей шиной источников питания, первый 23 конденсатор, включенный между выходом первого 6 дифференциального операционного усилителя и его инвертирующим входом, первый 24 резистор, включенный между выходом второго 7 дифференциального операционного усилителя, соединенным со входом 18 для подключения обратной связи второй 12 матрицы сопротивлений R-2R и инвертирующим входом первого 6 дифференциального операционного усилителя, аналоговый выход 20 второй 12 матрицы сопротивлений R-2R соединен с инвертирующим входом второго 7 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом первого 6 дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход второго 7 дифференциального операционного усилителя подключен к общей шине источников питания, аналоговый выход 19 первой 11 матрицы сопротивления R-2R связан с инвертирующим входом четвертого 9 дифференциального операционного усилителя, выход которого подключен ко входу 17 для подключения обратной связи первой 11 матрицы сопротивления R-2R, выход пятого 10 дифференциального операционного усилителя связан с первым 3 выходом устройства, выход первого 6 дифференциального операционного усилителя связан со вторым 4 выходом устройства, второй 25 конденсатор, второй 26, третий 27, четвертый 28, пятый 29, шестой 30, седьмой 31, восьмой 32, девятый 33 резисторы. Второй 4 выход устройства подключен к аналоговому входу 15 первой 11 матрицы сопротивления R-2R, третий 5 выход устройства соединен с выходом третьего 8 дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход четвертого 9 дифференциального операционного усилителя соединен с инвертирующим входом второго 7 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом пятого 10 дифференциального операционного усилителя, выход третьего 8 дифференциального операционного усилителя подключен к аналоговому входу 16 второй 12 матрицы сопротивлений R-2R, между выходом пятого 10 дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом третьего 8 дифференциального операционного усилителя включен второй 25 конденсатор, выход четвертого 9 дифференциального операционного усилителя связан с неинвертирующим входом третьего 8 дифференциального операционного усилителя через второй 26 резистор, инвертирующий вход пятого 10 дифференциального операционного усилителя соединен со вторым 2 входом устройства через дополнительный резистор 34, и соединен с общей шиной источников питания через девятый 33 резистор, а также связан с выходом пятого 10 дифференциального операционного усилителя через четвертый 28 резистор, инвертирующий вход третьего 8 дифференциального операционного усилителя соединен с инвертирующим входом пятого 10 дифференциального операционного усилителя и через третий 27 резистор подключен к третьему 5 выходу устройства и выходу третьего 8 дифференциального операционного усилителя, первый 1 вход устройства соединен со вторым 4 выходом устройства через последовательно соединенные восьмой 32 и шестой 30 резисторы, общий узел которых связан с инвертирующим входом третьего 8 дифференциального операционного усилителя через пятый 29 резистор и подключен к общей шине источников питания через седьмой 31 резистор.The universal programmable ARC filter of FIG. 2 contains the first 1 and second 2 inputs, as well as the first 3, second 4 and third 5 outputs, the first 6, second 7, third 8, fourth 9 and fifth 10 differential operational amplifiers, the first 11 and second 12 resistance matrix R-2R, each of which has digital control via multi-channel logic inputs 13 and 14, respectively, analog inputs 15 and 16 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, inputs 17 and 18 for connecting feedbacks of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, analog outputs 19 and 20 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R respectively Twenty, as well as auxiliary analog outputs 21 and 22 of the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R, matched to the common bus of power supplies, the first 23 capacitor connected between the output of the first 6 differential operational amplifier and its inverting input, the first 24 resistor included between the output of the second 7 differential operational amplifier connected to the input 18 for connecting the feedback of the second 12 resistance matrix R-2R and the inverting input of the first 6 differential operational amplifier, the log output 20 of the second 12 resistance matrix R-2R is connected to the inverting input of the second 7 differential operational amplifier and the non-inverting input of the first 6 differential operational amplifier, the non-inverting input of the second 7 differential operational amplifier is connected to the common bus of power supplies, the analog output 19 of the first 11 resistance matrix R -2R is connected to the inverting input of the fourth 9 differential operational amplifier, the output of which is connected to input 17 for connecting feedback p first 11 of the resistance matrix R-2R, the output of the fifth 10 differential operational amplifier is connected to the first 3 output of the device, the output of the first 6 differential operational amplifier is connected to the second 4 output of the device, the second 25 capacitor, second 26, third 27, fourth 28, fifth 29, sixth 30, seventh 31, eighth 32, ninth 33 resistors. The second 4 output of the device is connected to the analog input 15 of the first 11 resistance matrix R-2R, the third 5 output of the device is connected to the output of the third 8 differential operational amplifier, the non-inverting input of the fourth 9 differential operational amplifier is connected to the inverting input of the second 7 differential operational amplifier and the non-inverting input of the fifth 10 differential operational amplifier, the output of the third 8 differential operational amplifier is connected to the analog input 16 of the second 12 matrix resistance R-2R, between the output of the fifth 10 differential operational amplifier and the non-inverting input of the third 8 differential operational amplifier, the second 25 capacitor is turned on, the output of the fourth 9 differential operational amplifier is connected to the non-inverting input of the third 8 differential operational amplifier through the second 26 resistor, inverting the input of the fifth 10 differential operational amplifier connected to the second 2 input of the device through an additional resistor 34, and connected to a common source bus power supply through the ninth 33 resistor, and is also connected to the output of the fifth 10 differential operational amplifier through the fourth 28 resistor, inverting the input of the third 8 differential operational amplifier is connected to the inverting input of the fifth 10 differential operational amplifier and connected to the third 5 output of the device through the third 27 the output of the third 8 differential operational amplifier, the first 1 input of the device is connected to the second 4 output of the device through a series-connected eighth 32 and sixth 30 resistors, the common node of which is connected to the inverting input of the third 8 differential operational amplifier through the fifth 29 resistor and is connected to the common bus of power supplies through the seventh 31 resistor.

В качестве первой 11 и второй 12 матриц сопротивлений R-2R в схеме фиг. 2 могут применяться как российские (572ПА1), так и зарубежные (AD7520) перемножающие ЦАП с традиционным обозначением их выводов, которые приняты при описании формулы изобретения.As the first 11 and second 12 resistance matrices R-2R in the circuit of FIG. 2, both Russian (572PA1) and foreign (AD7520) multiplying DACs with the traditional designation of their conclusions, which are accepted when describing the claims, can be used.

Результаты компьютерного моделирования ARCФ фиг. 2, представленные на чертеже фиг. 4 при параметрах элементов схемы, заданных на фиг. 3, показывают, что заявляемое устройство обеспечивает более чем десятикратную перестройку частоты квазирезонанса ПФ, частоты полюса ФНЧ и частоты полюса ФВЧ. При этом схема фиг. 2 имеет следующие достоинства в сравнении с прототипом: за счет введения новых связей достигается компенсация влияния частотных свойств операционных усилителей без применения дополнительного третьего конденсатора (элемента 35 на чертеже фиг. 1). При этом одновременно повышается и стабильность реализуемой фильтром добротности, так как устраняется влияние разности температурных коэффициентов используемых конденсаторов и площадей усиления операционных усилителей.The results of computer simulation of ARCF of FIG. 2 shown in FIG. 4 with the parameters of the circuit elements specified in FIG. 3 show that the inventive device provides more than tenfold tuning of the frequency of the quasi-resonance of the FS, the frequency of the LPF pole and the frequency of the HPF pole. The circuit of FIG. 2 has the following advantages in comparison with the prototype: due to the introduction of new connections, compensation is achieved for the influence of the frequency properties of operational amplifiers without the use of an additional third capacitor (element 35 in the drawing of FIG. 1). At the same time, the stability of the quality factor implemented by the filter is simultaneously increased, since the influence of the difference in the temperature coefficients of the used capacitors and the gain areas of operational amplifiers is eliminated.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

1. Патент US 6407627, 2002 г.1. Patent US 6407627, 2002

2. Патент US 6710644, 2004 г.2. Patent US 6710644, 2004

3. Патент US 3787776, 1974 г.3. Patent US 3787776, 1974

4. Патент SU 1777233, 1992 г.4. Patent SU 1777233, 1992

5. Патент RU 2019023, 5. Patent RU 2019023,

6. Патент SU 1758833, 1992 г.6. Patent SU 1758833, 1992

7. Патент SU 443459, 1994 г.7. Patent SU 443459, 1994.

8. Патент SU 1417178, 1978 г.8. Patent SU 1417178, 1978

9. Патент US 7.737.772, 2010 г.9. Patent US 7.737.772, 2010

10. Патент SU 587602, 1978 г.10. Patent SU 587602, 1978

11. Патент SU 536590, 1976 г.11. Patent SU 536590, 1976

12. Патент SU 1363443, 1987 г.12. Patent SU 1363443, 1987

13. C.-M. Chang, "Analytical synthesis of the digitally programmable voltage-mode OTA-C universal biquad," IEEE Transactions on Circuits and Systems-II, vol. 53, pp. 607-611, 2006. DOI: 10.1109/TCSII.2006.87641113. C.-M. Chang, "Analytical synthesis of the digitally programmable voltage-mode OTA-C universal biquad," IEEE Transactions on Circuits and Systems-II, vol. 53, pp. 607-611, 2006. DOI: 10.1109 / TCSII.2006.876411

14. M. Kumngern, B. Knobnob, K. Dejhan, "Electronically tunable high-input impedance voltage-mode universal biquadratic filter based on simple CMOS OTAs," International Journal of Electronics and Communications, vol. 64, pp. 934-939, 2010.14. M. Kumngern, B. Knobnob, K. Dejhan, "Electronically tunable high-input impedance voltage-mode universal biquadratic filter based on simple CMOS OTAs," International Journal of Electronics and Communications, vol. 64, pp. 934-939, 2010.

15. M. Kumngern, U. Torteanchai and K. Dejhan, "Electronically tunable multiple-input single-output voltage-mode multifunction filter employing simple CMOS OTAs," in Proceeding of 2010 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS 2010), Kuala Lumpur, Malaysia, December 6-9, 2010, pp. 1099-1102. DOI: 10.1109/APCCAS.2010.577481915. M. Kumngern, U. Torteanchai and K. Dejhan, "Electronically tunable multiple-input single-output voltage-mode multifunction filter employing simple CMOS OTAs," in Proceeding of 2010 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS 2010) , Kuala Lumpur, Malaysia, December 6-9, 2010, pp. 1099-1102. DOI: 10.1109 / APCCAS.2010.5774819

Claims (1)

Универсальный программируемый ARC-фильтр, содержащий первый (1) и второй (2) входы, а также первый (3), второй (4) и третий (5) выходы, первый (6), второй (7), третий (8), четвертый (9) и пятый (10) дифференциальные операционные усилители, первую (11) и вторую (12) матрицы сопротивлений R-2R, каждая из которых имеет цифровое управление по многоканальным логическим входам (13) и (14) соответственно, аналоговые входы (15) и (16) первой (11) и второй (12) матриц сопротивлений R-2R, входы (17) и (18) для подключения обратных связей первой (11) и второй (12) матриц сопротивлений R-2R, аналоговые выходы (19) и (20) первой (11) и второй (12) матриц сопротивлений R-2R соответственно, а также вспомогательные аналоговые выходы (21) и (22) первой (11) и второй (12) матриц сопротивлений R-2R, согласованные с общей шиной источников питания, первый (23) конденсатор, включенный между выходом первого (6) дифференциального операционного усилителя и его инвертирующим входом, первый (24) резистор, включенный между выходом второго (7) дифференциального операционного усилителя, соединенным со входом (18) для подключения обратной связи второй (12) матрицы сопротивлений R-2R и инвертирующим входом первого (6) дифференциального операционного усилителя, аналоговый выход (20) второй (12) матрицы сопротивлений R-2R соединен с инвертирующим входом второго (7) дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом первого (6) дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход второго (7) дифференциального операционного усилителя подключен к общей шине источников питания, аналоговый выход (19) первой (11) матрицы сопротивления R-2R связан с инвертирующим входом четвертого (9) дифференциального операционного усилителя, выход которого подключен ко входу (17) для подключения обратной связи первой (11) матрицы сопротивления R-2R, выход пятого (10) дифференциального операционного усилителя связан с первым (3) выходом устройства, выход первого (6) дифференциального операционного усилителя связан со вторым (4) выходом устройства, второй (25) конденсатор, второй (26), третий (27), четвертый (28), пятый (29), шестой (30), седьмой (31), восьмой (32), девятый (33) резисторы, отличающийся тем, что второй (4) выход устройства подключен к аналоговому входу (15) первой (11) матрицы сопротивления R-2R, третий (5) выход устройства соединен с выходом третьего (8) дифференциального операционного усилителя, неинвертирующий вход четвертого (9) дифференциального операционного усилителя соединен с инвертирующим входом второго (7) дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом пятого (10) дифференциального операционного усилителя, выход третьего (8) дифференциального операционного усилителя подключен к аналоговому входу (16) второй (12) матрицы сопротивлений R-2R, между выходом пятого (10) дифференциального операционного усилителя и неинвертирующим входом третьего (8) дифференциального операционного усилителя включен второй (25) конденсатор, выход четвертого (9) дифференциального операционного усилителя связан с неинвертирующим входом третьего (8) дифференциального операционного усилителя через второй (26) резистор, инвертирующий вход пятого (10) дифференциального операционного усилителя соединен со вторым (2) входом устройства через дополнительный резистор (34), и соединен с общей шиной источников питания через девятый (33) резистор, а также связан с выходом пятого (10) дифференциального операционного усилителя через четвертый (28) резистор, инвертирующий вход третьего (8) дифференциального операционного усилителя соединен с инвертирующим входом пятого (10) дифференциального операционного усилителя и через третий (27) резистор подключен к третьему (5) выходу устройства и выходу третьего (8) дифференциального операционного усилителя, первый (1) вход устройства соединен со вторым (4) выходом устройства через последовательно соединенные восьмой (32) и шестой (30) резисторы, общий узел которых связан с инвертирующим входом третьего (8) дифференциального операционного усилителя через пятый (29) резистор и подключен к общей шине источников питания через седьмой (31) резистор.A universal programmable ARC filter containing the first (1) and second (2) inputs, as well as the first (3), second (4) and third (5) outputs, the first (6), second (7), third (8) , the fourth (9) and fifth (10) differential operational amplifiers, the first (11) and second (12) resistance matrices R-2R, each of which has digital control over multi-channel logic inputs (13) and (14), respectively, analog inputs (15) and (16) of the first (11) and second (12) resistance matrices R-2R, inputs (17) and (18) for connecting feedbacks of the first (11) and second (12) resistance matrices R-2R, analog e outputs (19) and (20) of the first (11) and second (12) resistance matrices R-2R, respectively, as well as auxiliary analog outputs (21) and (22) of the first (11) and second (12) resistance matrices R- 2R, consistent with the common bus of power supplies, the first (23) capacitor connected between the output of the first (6) differential operational amplifier and its inverting input, the first (24) resistor connected between the output of the second (7) differential operational amplifier connected to the input (18) for connecting the feedback of the second (12) resistance matrix R-2 R and the inverting input of the first (6) differential operational amplifier, the analog output (20) of the second (12) resistance matrix R-2R is connected to the inverting input of the second (7) differential operational amplifier and the non-inverting input of the first (6) differential operational amplifier, non-inverting input the second (7) differential operational amplifier is connected to a common bus of power sources, the analog output (19) of the first (11) resistance matrix R-2R is connected to the inverting input of the fourth (9) differential opera a radio amplifier whose output is connected to the input (17) for connecting the feedback of the first (11) resistance matrix R-2R, the output of the fifth (10) differential operational amplifier is connected to the first (3) output of the device, the output of the first (6) differential operational amplifier connected to the second (4) output of the device, the second (25) capacitor, the second (26), third (27), fourth (28), fifth (29), sixth (30), seventh (31), eighth (32), ninth (33) resistors, characterized in that the second (4) output of the device is connected to the analog input (15) of the first (11) matrix Resistance R-2R, the third (5) output of the device is connected to the output of the third (8) differential operational amplifier, the non-inverting input of the fourth (9) differential operational amplifier is connected to the inverting input of the second (7) differential operational amplifier and the fifth inverting input of the fifth (10) differential operational amplifier, the output of the third (8) differential operational amplifier is connected to the analog input (16) of the second (12) resistance matrix R-2R, between the output of the fifth (10) differential op a second (25) capacitor is connected to the non-inverting input of the third (8) differential operational amplifier, the output of the fourth (9) differential operational amplifier is connected to the non-inverting input of the third (8) differential operational amplifier through a second (26) resistor that inverts the fifth (10) input ) of the differential operational amplifier is connected to the second (2) input of the device through an additional resistor (34), and is connected to the common bus of power supplies through the ninth (33) resistor, as well as with the output of the fifth (10) differential operational amplifier through the fourth (28) resistor, the inverting input of the third (8) differential operational amplifier is connected to the inverting input of the fifth (10) differential operational amplifier and through the third (27) resistor is connected to the third (5) output device and the output of the third (8) differential operational amplifier, the first (1) input of the device is connected to the second (4) output of the device through series-connected eighth (32) and sixth (30) resistors, the common node of which Yazan to the inverting input of the third (8) of the differential operational amplifier via a fifth (29) and a resistor connected to ground through the seventh power source (31) resistor.
RU2019137424A 2019-11-21 2019-11-21 Universal programmable arc-filter RU2718212C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137424A RU2718212C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Universal programmable arc-filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137424A RU2718212C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Universal programmable arc-filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718212C1 true RU2718212C1 (en) 2020-03-31

Family

ID=70156464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137424A RU2718212C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Universal programmable arc-filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718212C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748607C1 (en) * 2020-12-14 2021-05-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) Fourth-order wideband bandpass active rc filter with differential input and paraphase output

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2019904C1 (en) * 1989-08-07 1994-09-15 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Programmable arc-filter
US20060250181A1 (en) * 2003-12-31 2006-11-09 Realtek Semiconductor Corp. Bandwidth-adjustable filter
US20170141760A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Qualcomm Incorporated Baseband filters and interfaces between a digital-to-analog converter and a baseband filter
WO2018215973A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Jorgen Nielsen Apparatus and method for controlling a resonator
RU2697612C1 (en) * 2018-12-11 2019-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Active low-pass third-order rc filter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2019904C1 (en) * 1989-08-07 1994-09-15 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Programmable arc-filter
US20060250181A1 (en) * 2003-12-31 2006-11-09 Realtek Semiconductor Corp. Bandwidth-adjustable filter
US20170141760A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Qualcomm Incorporated Baseband filters and interfaces between a digital-to-analog converter and a baseband filter
WO2018215973A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Jorgen Nielsen Apparatus and method for controlling a resonator
RU2697612C1 (en) * 2018-12-11 2019-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Active low-pass third-order rc filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748607C1 (en) * 2020-12-14 2021-05-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) Fourth-order wideband bandpass active rc filter with differential input and paraphase output

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2704530C1 (en) Broadband band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient
Sotner et al. Reconnection-less OTA-based biquad filter with electronically reconfigurable transfers
RU2701095C1 (en) Low-sensitivity bandpass filter with independent adjustment of main parameters
EP1755218B1 (en) Tunable resonator for use in active-RC continuous-time filters
RU2702496C1 (en) Universal active rc-filter based on multi-differential operational amplifiers
RU2718212C1 (en) Universal programmable arc-filter
Sotner et al. Novel solution of notch/all-pass filter with special electronic adjusting of attenuation in the stop band
RU2721405C1 (en) Universal programmable arc-filter based on r-2r matrices
US3736517A (en) Active delay-equalizer network
RU2694135C1 (en) High-frequency arc-filter with independent adjustment of main parameters
RU2694134C1 (en) Band pass arc-filter on two operational amplifiers with increase in pole frequency and independent adjustment of main parameters
Nonthaputha et al. Programmable universal filters using current conveyor transconductance amplifiers
RU2707706C1 (en) Universal active rc-filter of the second order on the basis of multi-differential operational amplifiers
RU2697944C1 (en) Band-pass filter of the second order with independent adjustment of main parameters
RU2701038C1 (en) Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters
RU2748609C1 (en) Fourth-order low-frequency filter
Sladok et al. Universal pseudo-differential filter using DDCC and DVCCs
RU2720558C1 (en) Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters
RU2721404C1 (en) Active rc-filter with independent adjustment of main parameters
RU2722602C1 (en) Second-order active band-pass filter with independent adjustment of main parameters
RU2749400C1 (en) Fourth-order notch filter
Pandiev Analysis and simulation modeling of programmable CFOA-based universal filters with CMOS digital potentiometers
RU2772316C1 (en) Sallen-key family band-pass filter with independent tuning of main parameters
RU2722752C1 (en) Band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient
RU2718709C1 (en) Band-pass filter with independent adjustment of main parameters