CS212424B1

CS212424B1 - ) Active low-frequency filter connection up to 0.6 mW

Info

Publication number: CS212424B1
Application number: CS137577A
Authority: CS
Inventors: Pavol Kostelansky; Jan Zvara
Original assignee: Pavol Kostelansky; Jan Zvara
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Aktívny nízkofrekvenčný filter vyznačujúci sa tým, že signál privádzaný tla vstup prechádza difereneiálnym zosilnovačom oez napaťový zosilňovač a frekvenčně závislá vazbu, ktorá prep^šťa signál mimo rezonančněj frekvencie spatné na diferenciálny zosilňovač, ktorý je žapojený s tranzistormi a zaisťuje impedačný výběr požadovanéj frekvencie na výstupe pri malom napájacom napatí, malom příkone á velkej stabilitě frekvencie v diskrétnom,resp. hybridnom převedení.An active low-frequency filter characterized in that the signal supplied to the input passes through a differential amplifier via a voltage amplifier and a frequency-dependent coupling, which passes the signal outside the resonant frequency back to the differential amplifier, which is connected to transistors and ensures impedance selection of the desired frequency at the output at low supply voltage, low power consumption and high frequency stability in discrete or hybrid conversion.

Description

Vynález sa týká aktívneho nízkofrekvenčného filtre pre napájacie napatie 2 ♦ 3V = s príkonom do 0,6 mW.The invention relates to an active low-frequency filter for a supply voltage of 2 ♦ 3V = with a power input of up to 0.6 mW.

V súčasnej době sú známe aktivně nízkofrekvenčně filtre na báze integrovaných obvodov ako aj diskrétnych súčiastok. Všetky známe filtre vyžadujú napájacie napatie vyššie ako 5V, připadne symetrické napájacie napatie a ioh prúdový odběr je řádové mlliamperový.Currently, active low-frequency filters based on integrated circuits as well as discrete components are known. All known filters require a supply voltage of more than 5V, or a symmetrical supply voltage and ioh current consumption is of the order of mlliamper.

Příkon takýchto aktívnych nízkofrekvenčných filtrov sa pohybuje od 5 mW vyššie.The power consumption of such active low-frequency filters ranges from 5 mW upwards.

Uvedené nedostatky známých aktívnych nízkofrekvenčných filtrov sú odstránené zapojením aktívneho nízkofrekvenčného filtra podlá vynálezu, pozostávájúceho z diferenciálneho zosilňovača, tvořeného prvým a druhým tranzistorom, pričom emitory oboch tranzistorov sú navzájom přepojené a cez spoločný emitorový odpor připojené na zemniaoi vývod, kolektor prvého tranzistore je spojený s napájacim vývodom oez prvý kolektorový odpor, kolektor a báza prvého tranzistoru sú přemostěné bázovým odporom, vstupný vývod je cez vazobný kondensátor spojený s bázou prvého tranzistore, kolektor druhého tranzistore je připojený na napájecí vývod priamo zo zosilňovača napatia, tvořeného třetím tranzistorom, ktorého emitor je spojený s napájecím vývodom priamo a kolektor je cez druhý kolektorový odpor připojený na zemniaci vývod, báza trětieho tranzistore je spojená s kolektorom prvého tranzistore diferenciálneho zosilňovača a výstupný výkon je připojený cez vstupný kondenzátor na kolektor tretieho tranzistore zosilňovača napatia, a z pasivného frekvenčně závislého článku - dvojitého T-článku, ktorého prvá vetva je tvořená prvým a druhým kondenzátorom radeným v sérii, pričom ioh spoločný střed je cez třetí odpor připojený na zemniaci vývod, druhá vetva je tvořená prvým a druhým odporom radeným v sérii, pričom ich spoločný střed je cez třetí kondenzátor připojený na zemniaci vývod, obe vetvy dvojitého T-článku' sú přepojené paralelné, pričom spoločný bod prvého odporu a prvého kondensátora je spojený priamo s bázou druhého tranzistore diferenciálneho zosilňovača a spoločný bod druhého odporu a druhého kondenzátora je spojený priamo s kolektorom tretieho tranzistore zosilňovača napatia.Said drawbacks of the known active low-frequency filters are eliminated by the connection of the active low-frequency filter according to the invention, consisting of a differential amplifier consisting of a first and a second transistor, the emitters of both transistors being interconnected and connected via a common emitter resistor to the earth terminal. the outlet of the first collector resistor, the collector and the base of the first transistor are bridged by the base resistor, the input terminal is connected via the coupling capacitor to the base of the first transistor, the collector of the second transistor is connected to the supply terminal directly from the voltage amplifier formed by the third transistor. the supply terminal directly and the collector is connected to the grounding terminal via the second collector resistor, the base of the third transistor is connected to the collector of the first differential amplifier transistor and the output power is connected via an input capacitor to the collector of a third voltage amplifier transistor and from a passive frequency-dependent double T-cell whose first strand is formed by the first and second capacitors in series, the ioh common center being connected to the ground via a third resistor. the second branch consists of the first and second resistors in series, the common center of which is connected via a third capacitor to the grounding terminal, the two T-cell branches are connected in parallel, the common point of the first resistor and the first capacitor being connected directly to the base of the second differential amplifier transistor and the common point of the second resistor and the second capacitor are connected directly to the collector of the third voltage amplifier transistor.

Uvedené zapojenie aktívneho nízkofrekvenčného filtra podlá vynálezu poskytuje oproti čoposial’ známým zapojením nasledujúce výhody. V prvom případe ide o markantně zníženie příkonu maximálně do 0,6 mW, s čím súvisí velkost napájacieho napatia od 2V do 3V a prúdový odběr od 100 /uA do 200 /uA.Said wiring of the active low-frequency filter according to the invention provides the following advantages over known wiring. In the first case, there is a significant reduction in power consumption up to a maximum of 0.6 mW, which is related to the size of the supply voltage from 2V to 3V and current consumption from 100 / uA to 200 / uA.

Medzi ďalšie výhody patří velká teplotná stabilita frekvencie i 3 Hz pri f = 1 kHz v rozsahu teplčt -20 °C + +50 °C, činitel akosti do 100. Vzhíadom na minimélny počet použitých súčiastok má vysokú spolehlivost T_g = 82 000 hodin. Obvod je možné zhotovit v hybridně j formě, Čím sa spolehlivost ešte zvýši.Other advantages include high temperature stability of i 3 Hz at f = 1 kHz in the temperature range of -20 ° C + +50 ° C, a quality factor of up to 100. Due to the minimum number of components used, it has a high reliability T _g = 82,000 hours. The circuit can be made in a hybrid form, thereby increasing the reliability.

V neposlednej miere ďalšou výhodou je použitie súčiastok výlučné tuzemskej výroby, s čím súvisí i přijatelná výrobná cena. Velká výhoda voči piezokeramiokým nizkofrekvenčným filtrom spočívá v pádovej odolnosti.Last but not least, another advantage is the use of components exclusively for domestic production, which is associated with an acceptable production price. A great advantage over piezoceramic low-frequency filters is the drop resistance.

Na pripojenom výkrese je znázorněná bloková schéma aktívneho nízkofrekvenčného filtra obr. 3 a výsledné zapojenie aktívneho nízkofrekvenčného filtra obr. 2 podlá vynálezu.The attached drawing shows a block diagram of the active low frequency filter of Fig. 3 and the resulting wiring of the active low frequency filter of Fig. 2 according to the invention.

Zapojenie aktívneho nízkofrekvenčného filtra pozostáva z diferenciálneho zosilňovača A, zosilňovača napatia B a z pasivného frekvenčně závislého článku C.The connection of the active low-frequency filter consists of a differential amplifier A, a voltage amplifier B and a passive frequency-dependent cell C.

Diferenciálny zosilňovač A je tvořený prvým tranzistorom J a druhým tranzistorom 6, oba sú typu NPN. Ich emitory sú navzájom spojené a cez spoločný emitorový odpor J spojené so zemniacim vývodom 19. Kolektor druhého tranzistore 6 je připojený priamo na napájací vývod 18.The differential amplifier A consists of a first transistor J and a second transistor 6, both of which are of the NPN type. Their emitters are connected to each other and connected to ground terminal 19 via a common emitter resistor 19. The collector of the second transistor 6 is connected directly to the supply terminal 18.

Kolektor prvého tranzistore £ je spojený s napájaoím vývodom 18 cez prvý kolektorový odpor £. Báza prvého tranzistore £ ^a kolektor prvého tranzistora £ sú přemostěné bázovým odporom 2. Vstupný vývod 16 je spojený s bázou prvého tranzistore £ cez vazobný kondenzátor £. Zosilňovač napatia B je tvořený třetím tranzistorom 13 typu PNP, pričom emitor tretieho tranzistora 13 je spojený priamo s napájecím vývodom 18 a kolektor tretieho tranzistora 13 je spojený so zemniacim vývodom 19 oez druhý kolektorový odpor 1 4. Báza tretieho tranzistora 13 je spojená priamo s kolektorom prvého tranzistora £ a výstupný vývod 1? je cez výstupný kondenzátor 15 spojený s kolektorom tretieho tranzistora 13.The collector of the first transistor 6 is connected to the supply terminal 18 via the first collector resistor 6. The base of the first transistor 6 ^{and the} collector of the first transistor 6 are bridged by a base resistor 2. The input terminal 16 is connected to the base of the first transistor 6 via a coupling capacitor 6. The voltage amplifier B is formed by a third PNP transistor 13, wherein the emitter of the third transistor 13 is connected directly to the supply terminal 18 and the collector of the third transistor 13 is connected to ground terminal 19 and the second collector resistor 14. the first transistor 6 and the output terminal 1? is connected to the collector of the third transistor 13 via an output capacitor 15.

Pasivné frekvenčně závislý článok C - dvojitý T-článok, ktorého jedna vetva je tvořená prvým kondenzátorom 8 a druhým kondenzátorom 12 radeným v sérii, pričom ich spoločný střed je připojený na zemniaci vývod 19 oez třetí odpor 10.Passive frequency-dependent cell C - a double T-cell, one branch of which is formed by a first capacitor 8 and a second capacitor 12 arranged in series, their common center being connected to ground terminal 19 by a third resistor 10.

Druhá vetva je tvořená prvým odporom 2 a druhým odporom 11 radeným v sérii, pričom ioh spoločný střed je připojený na zemniaci vývod 19 cez třetí kondenzátor g. Obe vetvy dvojitého T-člénku sú přepojené paralelné, pričom spoločný bod prvého odporu 2 a prvého komdenzátora 8 je spojený priamo s bázou druhého tranzistora 6 a spoločný bod druhého odporu 11 a druhého kondenzátora 12 je spojený priamo s kolektorom tretieho tranzistora 13.The second branch is formed by a first resistor 2 and a second resistor 11 arranged in series, the ioh common center being connected to the earthing terminal 19 via a third capacitor g. The two branches of the double T-bar are connected in parallel, the common point of the first resistor 2 and the first capacitor 8 it is connected directly to the base of the second transistor 6 and the common point of the second resistor 11 and the second capacitor 12 is connected directly to the collector of the third transistor 13.

Princip činnosti podTa výkresu spočívá v tom, že signál privádzaný na vstupný vývod 16 sa cez vazbový kondenzátor £ dostává ns bázu prvého tranzistora £. Z kolektore prvého tranzistora £ sa signál dostává na bázu tretieho tranzistora 13 a z kolektoru tranzistora 13 cez dvojitý T-článok na bázu druhého tranzistora 6.The principle of operation according to the drawing consists in that the signal applied to the input terminal 16 is received via the coupling capacitor 6 ns base of the first transistor 6. From the collector of the first transistor 6 the signal reaches the base of the third transistor 13 and from the collector of the transistor 13 via a double T-cell to the base of the second transistor 6.

Dvojitý T-článok tvoří frekvenčně závislú vazbu. Keď sa frekvencia privádzaného signálu nerovná rezonančnej frekvencii dvojitého T-článku, tento představuje pre privádzaný signál malú impedanoiu, teda veTkosť signálu na bázach prvého tranzistora £ a druhého tranzistora 6, je přibližné rovnaká.The double T-cell forms a frequency-dependent coupling. If the frequency of the input signal is not equal to the resonant frequency of the double T-cell, this represents a low impedance for the input signal, i.e. the signal size at the bases of the first transistor 6 and the second transistor 6 is approximately the same.

Signál na výstupe je utlmený. Keď sa frekvencia privádzaného signálu rovná rezonančnej frekvencii dvojitého T-článku, tento představuje pre privádzaný signál vysoká impedanciu.The output signal is muted. When the frequency of the input signal is equal to the resonant frequency of the double T-cell, this represents a high impedance for the input signal.

Na bázach prvého tranzistora £ a druhého tranzistora J5 nastáva rozdiel vo vel’kostiach signá lu a tento je zosilňovaný třetím tranzistorom ££. Příslušný zosilnený signál odoberáme z výstupného vývodu 17.On the bases of the first transistor £ and the second transistor J5 there is a difference in signal sizes and this is amplified by the third transistor ££. The corresponding amplified signal is taken from the output terminal 17.

Aktívny nízkofrekvenčný filter podTa predmetu vynálezu mflže byt úspěšně použitý v oblasti prenosovej techniky, meracej techniky, v dekódovacích a vyhodnocovacích obvodoch, v analyzátoroch spektra a pod.The active low-frequency filter according to the invention can be successfully used in the field of transmission technology, measuring technology, decoding and evaluation circuits, spectrum analyzers and the like.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Active low-frequency filter connection up to 0,6 mW, characterized in that it consists of a differential amplifier (A) consisting of a first transistor (3) and a second transistor (6), an emitter of the first transistor (3) and an emitter of the second transistor (6) are connected to each other and connected via a common emitter resistor (5) to a ground terminal (19), the collector of the second transistor (6) being connected directly to the supply terminal (18) and the collector of the first transistor (3) connected to the supply terminal (18) via the first base collector resistor (4) and the collector of the first transistor (3) are bridged by a base resistor (2), the input-output (16) is connected to the base of the first transistor (3) via a coupling capacitor (1) ) formed by a third transistor (13), the emitter of the third transistor (13) being connected directly to the supply terminal (18) and the collector of the third transistor (13) being connected to the ground terminal (19) via the second k an output resistor (17) is connected to the collector of the third transistor (13) via the output capacitor (15) and the base of the third transistor (13) is connected directly to the collector of the first transistor (3) of the doferential amplifier (A) and passive a frequency-dependent cell (G) - a double T-cell, the first branch of which is formed by a first capacitor (8) by a second capacitor (12) arranged in series, the common center of which is connected via a third resistor (10) to the earth terminal (19); the second branch is formed by a first resistor (7) and a second resistor (11) arranged in series, the common center of which is connected via a third capacitor (9) to a ground terminal (19), the two branches of the double T-cell are connected in parallel; the point of the first capacitor (8) and the first resistor (7) is connected directly to the base of the second transistor (6) of the differential amplifier (A) and the common point of the second resistor (11) and the second capacitor (12) is connected directly to the collector of the third transistor (13) of the voltage amplifier (B).