DE2023019A1 - Aktives elektrisches Filter - Google Patents

Aktives elektrisches Filter

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DE2023019A1
DE2023019A1 DE19702023019 DE2023019A DE2023019A1 DE 2023019 A1 DE2023019 A1 DE 2023019A1 DE 19702023019 DE19702023019 DE 19702023019 DE 2023019 A DE2023019 A DE 2023019A DE 2023019 A1 DE2023019 A1 DE 2023019A1
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DE
Germany
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active
shaped
capacitor
filter
negative feedback
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Pending
Application number
DE19702023019
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English (en)
Inventor
Guillet Dipl-Ing Jean Pierre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TRANCHANT ELECTRONIQUE
Original Assignee
TRANCHANT ELECTRONIQUE
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    • 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
    • H03H11/126—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a single operational amplifier

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

Patentanwalt & „ . ,g70
Dipl.Phys.Dr.WaltherJunius Z' *,„
3 Hannover, Abbestr. 20 Dr.J/Ha.
Meine Akte: 1861
TRANCHANO? ELEjKTRONIQüE, 19-21 Rue Madame de Sanzillon, 92 CHIICHY (Prance)
Aktives elektrisches "Filter
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes elektrisches aktives PiIter·
Es ist üblich, daß ein elektrisches Filter dazu bestimmt ist, ausgehend von einem elektrischen Signal am Eingang, ein Ausgangssignal zu liefern, dessen charakteristische Eigenschaften im Vergleich mit dem Eingangssignal in einer Punktion der Frequenz dieses letztgenannten Signales verändert sind. Die augenblickliche Beziehung der Amplitude des Ausgangssignales zu jener des Eingangssignales bildet die Übertragungefunktion (bezeichnet durch T) des Filters. Diese Übertragungefunktion kann man
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schreiben als die Umkehrung eines Polynoms (vielgliedrige Größe der Mathematik). Die Ordnung dieses Polynoms ist daher die Ordnung des Filters.
Es existieren zwei Typen von Filtern, und zwar passive Filter und aktive Filter. Die passiven Filter sind die zuerst realisierten Filter gewesen und enthalten nur passive Elemente, wie Widerstände, Kondensatoren und Spulen. Die Nachteile der Spulen (Gewicht, Sperrigkeit, Ungenauigkeit, Kosten) hatten den Einsatz von aktiven Filtern veranlasst, welche aktive Elemente (Verstärker) in Verbindung mit passiven Elementen, und zwar mit den hierfür geeigneten Widerstk. Isn und Kondensatoren, verwenden.
Die aktiven und passiven Filter bilden Filterglieder, die aktiven und passiven Elemente sind in die Zweige der Filterglieder eingereiht.
Das Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist es, die Ordnung des aktiven Filters zu vergrößern, ohne die Zahl der Filterglieder zu vergrößern.
Das Problem ist durch die vorliegende Erfindung mittels einer Vervollkommnung der aktiven Filter gelöst, bei welchen die passiven Elemente der aktiven Filter überdies Spulen umfassen. λ,μμ
* BÄD ORIGINAL
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Die Erfindung besteht darin, daß die passiven Elemente mindestens einen Kondensator, einen Widerstand und eine Spule umfassen.
So lässt sich ein aktives Tiefpassfilter dadurch schaffen, daß die zwei horizontalen Zweige des T-förmigen Filtergliedes jeder eine Induktivität aufweisen, daß der Verbindungszweig zur Masse in diesem genannten Filterglied einen Kondensator enthält, daß die Gegenkopplung eine Verbindung über einen Kondensator zum Eingang des aktiven Elementes und eine Verbindung über eine Induktivität zum Knotenpunkt des I-förmigen Filtergliedes bildet und daß der Eingangsinduktivität in dem I-förmigen Filterglied und der Induktivität der Gegenkopplung je ein in Serie geschalteter Widerstand zugeordnet ist, wobei diese beiden Zweige dann eine gleiche elektrische Impedanz bilden.
Andererseits lässt sich ein aktives Hochpassfilter dadurch schaffen, daß die zwei horizontalen Zweige des I-förmigen Filtergliedes jeder einen Kondensator enthalten, daß der Verbindungszweig zur Masse des genannten T-förmigen Filtergliedes eine Induktivität aufweist, daß die Gegenkopplung eine Verbindung zum Eingang des aktiven Elementes über eine Induktivität und eine Verbindung zum Knotenpunkt des T-förmigen Filtergliedes über einen Kondensator aufweist und daß mit dem Kondensator am Eingang des T-förmigen Filtergliedes und dem Kondensator der Gegenkopplung je ein Widerstand in Serie geschaltet ist, wobei diese beiden Zweige dann
eine gleiche elektrische Impedanz bilden.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Pig, 1 ein aktives Tiefpassfilter. Pig. 2 ein aktives Hochpassfilter.
Das aktive Tiefpassfilter der Pig. 1 befindet sich zwischen einem Eingang 1 und einem Ausgang 2. Ein aktives Element ist durch.einen Operationsverstärker gebildet, die passiven Elemente sind von den Widerständen R, den Kondensatoren C und den Spulen L gebildet. Die Koeffizienten A,D,a, U und ß sind Multiplikationskoeffizienten des Wertes der passiven Elemente.
Die Glieder dieses Filters sind in klassischer Gestalt angeordnet. Sie enthalten die Zweige 4,5,6,7 und 8. Die Zweige 7 und 8 bringen eine Rückkopplung auf das Filterglied, welches in T-Porm aus den Zweigen 4,5 und 6 gebildet ist.
Die Übertragungsfunktion der Schaltung der Pig, 1 ist
aßrp + (2Dß+aß)
worin = RG (Zeitkonstante) und
ρ ein gebräuchliches Symbol von bekannter Gestalt in den Umwandlungen von Pourrier,
V 0 9 8 5 1 / 1 3 1 0 "" 5 "
Es handelt sich um eine Übertragungsfunktion und ein Pilter der Ordnung 4. Das gleiche aktive klassische Filter würde nicht die Spulen enthalten und würde von der Ordnung 2 sein. Im Ergebnis würde in diesem Pail A β D » O sein und
TV_ L_
1 + a ßtp + a ߣ2 p2
Das aktive Pilter der Pig. 2 besitzt den gleichen Aufbau des Piltergliedes wie dasjenige der Pig. 1. Die Spulen finden sich in den Zweigen 6 und 7 zusammengehalten. Es handelt sich um ein Hochpassfilter mit folgender Übertragungsfunktion:
1+aöC C p+(2Acx +Aß) t 2p2+ aAotß r3p5+AD<x ß Z 4p4
Zusammenfassung:
Die Erfindung betrifft ein elektrisches aktives Pilter, Das Pilter besteht aus einem aktiven Element 3t den Kondensatoren C und den Widerständen R. Es ist dadurch gekennzeichnet« daß es darüber hinaus Spulen enthält. Das Pilter kann für alle diejenigen Pilteroperationen dienen, die von aktiven Piltern bewirkt werden.
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Claims (2)

  1. Patentansprüche
    f Ky Aktives elektrisches Filter, bestehend aus passiven Elementen und darüber hinaus aus mindestens einem akt ivan Element,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die passiven Elemente mindestens einen Kondensator, einen Widerstand und eine Spule umfassen.
  2. 2. Aktives Tiefpassfilter der Ordnung 4 nach Anspruch 1, in welchem vor den Eingang des aktiven Elementes ein Filterglied von T-Form angesc;.. ossen ist und in welchem ein Gegenkopplungszweig zwischen dem Ausgang des aktiven Elementes und dem T-förmigen Filterglied angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zwei horizontalen Zweige des T-fb"rmigen Filtergliedes jeder eine Induktivität aufweisen, daß der Verbindungszweig zur Masse in diesem genannten Filterglied einen Kondensator enthält, daß die Gegenkopplung eine Verbindung über einen Kondensator zum Eingang des aktiven Elementes und eine Verbindung über eine Induktivität zum Knotenpunkt des T-förmigen Filtergliedes bildet
    und daß der Eingangsinduktivität in dem T-förmigen Filterglied und der Induktivität der Gegenkopplung je ein in Serie geschalteter Widerstand zugeordnet ist, wobei diese beiden Zweige dann eine gleiche elektrische Impedanz bilden·
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    Aktives Hochpassfilter der Ordnung 4 nach Anspruch 1, in welchem vor den Eingang des aktiven Elementes ein Filterglied in T-Porm geschaltet ist und in welchem ein Gegenkopplungszweig zwischen dem Ausgang des aktiven Elementes und dem T-förmigen Pilterglied angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zwei horizontalen Zweige des T-förmigen Piltergliedes jeder einen Kondensator enthalten, daß der Verbindungszweig zur Masse des genannten T-förmigen "Filtergliedes eine Induktivität aufweist, daß die Gegenkopplung eine Verbindung zum Eingang des aktiven Elementes über eine Induktivität und eine Verbindung zum Knotenpunkt des T-förmigen Piltergliedes über einen Kondensator aufweist und daß mit dem Kondensator am Eingang des T-förmigen Piltergliedes und dem Kondensator der Gegenkopplung je ein Widerstand in Serie geschaltet ist, wobei diese beiden Zweige dann eine gleiche elektrische Impedanz bilden.
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    Leerseite
DE19702023019 1969-05-29 1970-05-12 Aktives elektrisches Filter Pending DE2023019A1 (de)

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FR (1) FR2044991A5 (de)
NL (1) NL7007555A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828264A (en) * 1994-12-08 1998-10-27 Motorola, Inc. Two-stage operational amplifier circuit with wide output voltage swings
DE102009026885A1 (de) * 2009-06-10 2010-12-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Analoges Filter mit einstellbarer Filterfrequenz

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828264A (en) * 1994-12-08 1998-10-27 Motorola, Inc. Two-stage operational amplifier circuit with wide output voltage swings
DE102009026885A1 (de) * 2009-06-10 2010-12-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Analoges Filter mit einstellbarer Filterfrequenz
US8665012B2 (en) 2009-06-10 2014-03-04 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Analog filter with adjustable filter frequency

Also Published As

Publication number Publication date
FR2044991A5 (de) 1971-02-26
NL7007555A (de) 1970-12-01

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