CS195024B1 - Active rc-circuit with the complex couple of poles and imaginary zero points - Google Patents

Description

⁽⁵⁴⁾ A^ktivní RC-o^bvo^d a ^kom^plexní dvojicí ^pólů a.irna^giⁿárními' nulovými '^b°dy

V^ynál^{ez ee} týká aktivního RC-obvodu, je^hož . přenosová funkce . je zaj^lována k°^mpl^exní d^vo^ji^cí ^pólů a dvojicí ima^ginárních nuiovýc^h bodů· Fomocí ^kas^kádové^ho zapojení lze potom vytvořit aktivní RC-obvod vyšších řádů··

Vynálezu · lze využít zejména ve sdělovací technice a . telegrafii··

K^ompl^exní ^př^enosové póly 8 men^ší ci^lvostí 'se rea^{* l}izují Otovým zpilsobem, že i^nverzní ^zesil°^vaě je z^pětnovaze^bně za^pojen .^přes %-obvod» je^ho^ž·napěťový p^řevo^d pM běhu naprázdno je tvořen komplexní nulovou dvojicí· Přenosové nulové body pasivního RC^-obv^od^{u j}sou totožné s ^přenosovým^{i póly} · atoivn^o ^filtru·' Čas^to · jsou . komplexi póly tvořeny . pomocí zpětné vazby neinvertujícího · zesilovače · s převodem jedna přes RC-obvod· . Takováto absolutní stabilita se vyskytuje jenom v tom·případě, není-li na^pělový ^převo^d vě^tší ne^ž jedna·

Inverzní' zapojení /N^Fliege: Enworf .RC-aktiver Filter mit nichtidealem Verstarker, Diss. TH Karlsruhe 1971/ se mohou použít pomocí . ' záměny · ukostřených bodů se zpětnovazební svorkou pasivního RC-obvodu zesilovače .s · převodem · jedna· Přenos zapojení platí jenom pro ' obvod bez signálu. S ohledem na spínací prvky pro zavádění signálu sezmění ^přenos^ové ^póly kom^plement^ární^ho p^řen^osu· ^Na ^to^to ^je'm°žn^{o brát o}hl^ed v přípa^dě dimenzování filtračních prvků,kterénnemají .nulový . 'bod s pevnou frekvencí· U · zapojení s nulový bodem a pevnou frekvencí způsobuje·komplementární.přenos'značný posuv pólů·

195 024

198024

Tento negativní faktor ee projevuje v případě, je-li přenosový činitel třetího atupně· Dále jsou známé komplexní nebo imaginární nulové dvojice se zapojením sériového RC-čtyřpólu, zejména potom dvojitého T-zapojení,kterými se dosáhne vytvoření základního prvku s póly·

Dále jsou známy komplexní pólové dvojice a nulové dvojice se zpětnou vazbou zesilovače, majícího zesilovací činitel jedna a dvojitým T-mostem, přičemž zpětná vazba je provedena přes příčné prvky dvojitého T-mostu· bělením pólů a nulových dvojic /Mc Vey P.J. Effecta of amplifier imperfectins in a particular RC-active circuit, Prec.IEE Jap. 1967» s.60 až 70/ vzniká dalěí impedance sestávající z ohmických a kapacitních prvků, zapojených paralelně ke vstupu zesilovače.

Nevýhoda tohoto zapojení je ve velké spotřebě stavebních prvků pro přizpůsobení dolní propustnosti a a velké citlivosti při změně *aktivních a pasivních parametrů zapojení.

Aby se snížila spotřeba stavebních prvků, bylo navrženo pro vytvoření komplexních a nulových pólových dvojic /Genser,MeÍ8sner,Seidel: Aktive RC-Schaltung mit biquadratischen Charakteristik DL-WP 82 173 Kl. 21g 34/ použít dvojitého T-mostu, který byl modifikován pomocí dodatečného odporu s invertním zesilovačem zapojeným ve smyčce, přičemž signálové napětí na svorkách tohoto odporu jsou vázány. Takovéto zapojení je možno dimenzovat zejména jenom se třemi kondenzátory a pevnou frekvencí a inverzním zesilovačem na imaginární nulovou dvojici. Τίφ se ale sníží kvalita pólů, takže toto zapojení vyžaduje vyšší zesilovací stupně· Další nevýhoda tohoto zapojení spočívá v tom, že je ho možno provozovat jenom s inverzním zesilovačem. To znamená, že zesílení při chodu naprázdno je měnitelné jen ve velkých skocích. Tím se nedocílí optimálního využití zesílení při různých kvalitách pólů filtrovaných prvků.

Vynález si klade za úkol navrhnout zapojení, kterým se docílí minimální požadované zesílení při vyšší kvalitě pólů a při optimálním přizpůsobení zesilovače, a ekonomickém řešení zapojení a vícenásobnou zpětnou vazbou. Dále si vynález klade za úkol využít inverzní nebo neinverzní zesilovač při zachování stejného zapojení a dimenzování, přičemž se nesníží kvalita pólů při použití třetího kondensátoru pro vytvoření imaginární nulové dvojice a současně se dosáhne optimálního zesílení při chodu naprázdno.

Podle vynálezu je tento úkol vyřešen tak, že při použití inverzního zesilovače je tento zapojen ve větvi čtyřpólu takovým způsobem, že společné vedení čtyřpolu je spojeno se zemnicím bodem zesilovače, přičemž' vstup čtyřpólu je připojen přes první dvojpol na vstup obvodu a výstup obvodu zesilovače, zatímco výstup inverzního zesilovače, který je současně i výstupem celého zapojení, je obdobně přes druhý dvojpol spojen se vstupem čtyřpólu a současně přes třetí dvojpol spojen s vnitřním uzlem,přičemž neinvertující zesilovač,jehož výstup je současně výstupem zapojení, je spojen s opačným vedením čtyřpólu a vnitřní uzel čtyřpólu je:spojen přes třetí dvojpol s uzemněným bodem zesilovače a výstup čtyřpolu je přes druhý dvojpol spojen s vstupem zapojení a přes první dvojpol s výstupem zapojení.

ί

195 024

Při použití neinvertujícího zesilovače je a výhodou vstup čtyřpolu epojen přímo s výstupem zesilovačeo

Při použití neinverujícího zesilovače s jednostranným napájením je s výhodou na vstupu zapojení uspořádán napěťový dělič·

Vynález bude dále popsán na příkladných provedeních za pcmocí výkresů,na kterých představuje obr. 1 schéma zapojení s inverzním provedením zesilovače, obr· 2 schéma zapojení se zesilovačem e činitelem l,obr· 3 další příklad provedení podle obr. 1, a obr. 4 další příklad provedení podle obr_r 2.

Na obr· 1 je znázorněno zapojení podle vynálezu s inverzním zesilovačem. Napětí signálu je přivedeno přes vstup 1 zapojení a první dvojpól £ na vstup čtyřpolu 2· Čtyřpól 2 je společným vedením 8 pro vstup a výstup spojen do série s inverzním zesilovačem 2t přičemž výstup Д inverzního zesilovače 2* který současně tvoří i výstup celého zapojení, je spojen přes třetí dvojpól J 8 vnitřním uzlem 11 čtyřpolu 2 a přes druhý dvojpól 6 se vstupem čtyřpolu 2.

Pro převod napětí při chodu naprázdno platí vzorec:

U2 - y5 y31

-------- . p / p / ---;------------------------------Ш. ~ y3 y31 * yí У 32 kde U1 ··· vstupní napětí;

U2 ···> výstupní napětí;

y5 ··· admitance prvního dvojpólu 5;

y3 ··· admitance druhého dvojpólu 6; yf ·· admitance třetího dvojpólu 7;

y31 · · přenosová admitance při uzemnění výstupu 4 zapojení mezi vstupem a výstupem čtyřpolu ;

y32 ·· přenosová admitance mezi vnitřním uzlem 11 čtyřpóli a výstupem čtyřpolu při uzemnění svorky prvního a druhého dvojpólu pro překlopení čtyřpolu

Na obr· 2 je znázorněno zapojení se zesilovačem o převodu 1· Z obr· 1 je možno odvodit, že inverzní zesilovač £ je nahrazen neinverzním zesilovačem 8,který je spojen s Jednou svorkou prvního dvojpólu £ к překlopení čtyřpolu 2 se společným vedením 8 pro vstup a výstup a s výstupem 4, neintrerzního zesilovače £, který svorku třetího dvojpólu 2 spojuje к překlopení čtyřpolu 2 8 uzlem 10 zesilovače· Signál se přivádí přes vstup 1 zapojení a druhý dvojpól 6 na čtyřpól 2. Přenosové napětí při zapojení naprázdno je podle obr· 2 dáno následujícím vzorcem :

U2 y3 y31

К . — —« —i

U1 y3 y31-*yf y32 póly a nulové body tohoto provedení jsou stejné jako v případě podle obr. 1, protože admintaee y31 a y32 jsou stejná je v některých specielních případech třeba tak dimenzovat zapojení» že první dvojpól Bůže zcela vypadnout.

195 024

Na obr· 3 je znázorněn příklad provedení v inverzní variantě, Čárkovaně znázorněná část představuje dvojitý T-můstek, který je přes první dvojpol 2 a druhý dvojpól 6, které jsou tvořeny ohmickými odpory, spojen jak se vstupem 1, tak s výstupem £ inverzního zesilovače. Třetí dvojpol i, tvořený rovněž ohmickým odporem, odděluje póly od nulových bodů.

Na obr. 4 je znázorněn příklad provedení s jedním zesilovačem, který je tvořen operačním zesilovačem s úplnou zpětnou vazbou výstupního napětí na minusovém vstupu.

Předmět vynálezu je možno použít ve sdělovací technice a technice filtrů pro telefonii,

Claims (3)

1. předmět VYNÁLEZU

   1. Aktivní RC-obvod s komplexní dvojicí pólů a imaginární dvojicí nulových bodů, tvoře-* ný sériovým zapojením čtyřpólu s průběžným zapojením uzemnění imaginárního nulového bodu a neinvertujícím zesilovačem, vyznačující se tím,že při použití inverzního zesilovače /3/ je tento zapojen ve větvi čtyřpólu /2/ takovým způsobem,že společné vedení /8/ pro vstup a výstup čtyřpólu /2/ je spojeno se zemnicím bodem /10/zesilovače, přičemž vstup čtyřpólu /2/ je připojen přes první dvojpol /5/ ke vstupu /1/ zapojení a výstup /4/ inverzního zesilovače, který je současně výstupem celého zapojení, je obdobně přes druhý dvojpol /6/ spojen se vstupem čtyřpólu /2/ a současně přes třetí dvojpol /7/ spojen s vnitřním uzlem /1/ čtyřpólu /2/,přičemž neinvertující zesilovač /9/> jehož výstup je současně výstupem zapojení,je spojen se společným vedením /8/ pro vstup a výstup čtyřpólu /2/,přičemž vnitřní uzel čtyřpólu /2/ je Opojen přes , V - * třetí dvojpol /7/s uzemnovacím bodem zesilovače a výstup čtyřpólu je £řes druhý dvojpól spojen s výstupem zapojení a přes první dvojpol s výstupem zapojení.
2. 2. Aktivní RC-obvod podle bodu 1, vyznačující se tím, že při použití neáůverzního zesilovače je vstup čtyřpólu spojen přímo s výstupem zésilováče.
3. 3. Aktivní RC-obvod podle bodu 1, vyznačující se tím, že při použití neinversního ze. silovače s jednostranným napájením je na vstupu zapojení uspořádán napěťový dělič.