DE2402185C3 - Zweipolige RC-Teilnetzwerke für aktive Abzweigfilternetzwerke und ihre Verwendung in einem Tiefpaß-Filternetzwerk dritter Ordnung - Google Patents

Zweipolige RC-Teilnetzwerke für aktive Abzweigfilternetzwerke und ihre Verwendung in einem Tiefpaß-Filternetzwerk dritter Ordnung

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DE2402185C3
DE2402185C3 DE19742402185 DE2402185A DE2402185C3 DE 2402185 C3 DE2402185 C3 DE 2402185C3 DE 19742402185 DE19742402185 DE 19742402185 DE 2402185 A DE2402185 A DE 2402185A DE 2402185 C3 DE2402185 C3 DE 2402185C3
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Description

Die Erfindung betrifft zweipolige ÄC-Teilnetzwerke für aktive Abzweigfilternetzwerke nach dem Oberbegriff der Ansprüche t bis 3 und ihre Verwendung in einem Tiefpaß-Filternetzwerk dritter Ordnung.
ÄC-Netzwerke mit einem Differenzverstärker, der einen Ausgang, einen Inverter-Eingang und einen Nichtinverter-Eingang hat, wobei der eine Eingang direkt mit einem auf Bezugspotential liegenden Anschluß verbunden ist, sind bereits bekannt (vgl. z. B. Toute l'Electronique, August/September 1972, S. 53—59). Darüber hinaus gibt es die verschiedensten ÄC-Filternetzwerke mit einem Operationsverstärker (vgl. z.B. NTZ, 1969, Heft 12, S. 689-693; Wireless World, Oktober 1970, S. 505-510; IEEE-Transactions on Circuit Theory, September 1972, S. 499—502; Proc. IEE, Bd. 117, November 1970, S. 2109-2114).
Alle diese bekannten ÄC-Netzwerke sind jedoch dreipolig, d. h., sie haben einen Eingangs-, einen Erd- und einen Ausgangsanschluß, so daß die Netzwerke eine Übertragungsfunktion, d. h. ein bestimmtes Verhältnis zwischen Ausgangsspannung zu Eingangsspannung, zeigen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, zweipolige ÄC-Teilnetzwerke für aktive Abzweigfilter-
20
netzwerke anzugeben, also mit einer Spannungs-Strom-Kennlinie (Verhältnis von angelegter Spannung zu lurchfließendem Strom), die stabiler als bisher arbeiten, and ihre Verwendung in einem vierpoligen Tiefpaß-Filternetzwerk dritter Ordnung, s
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt hinsichtlich der zweipoligen Teilnetzwerke allein alternativ durch die Lehren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die uehre des Anspruchs 2 den zusätzlichen Vorteil einer Dehnung der wirksamen Bandbreite des betreffenden Teilnetz- i0 werks hat.
Die Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Verwendung der Teilnetzwerke in einem Tiefpaß-Filternetzwerk erfolgt durch die Lehre nach dem Anspruch 4.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher ι, erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein erstes Teilnetzwerk,
F i g. 2 die Ersatzschaltung der F i g. 1, F i g. 3 ein zweites Teilnetzwerk,
F i g. 4 das Ersatznetzwerk der F i g. 3 und 6, F i g. 5 ein drittes Teilnetzwerk,
ρ j g. 6 ein viertes Teünetzwerk,
F i g. 7 das Ersatznetzwerk der F i g. 5, Fig.8 ein Tiefpaßfilter dritter Ordnung mit dem Teünetzwerk der F i g. 1,
F i g. 9 e'n weiteres Tiefpaßfilter dritter Ordnung mit dem Teilnetzwerk der F i g. 5,
F i g. 10 ein weiteres Teilnetzwerk, F i g. U eine bezüglich der Anordnung der Bauelemente ähnliche Schaltung zu derjenigen der F i g. 5, F i g. 12 die Ersatzschaltung der F i g. 11, F i g. 13 eine Abwandlung des Teilnetzwerks der F i g. 5 und 11 und
F i g. 14 die Ersatzschaltung der F i g. 13. Nach F i g. 1 besteht das erste Teünetzwerk aus zwei Eingangsklemmen 1 und 2, an die zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 3 und 4 angeschlossen sind, an deren Verbindangspunkt ein Widerstand 5 liegt, dessen andere Seite an den Ausgang eines Verstärkers 6 angeschlossen ist Der Eingang des Verstärkers 6 ist gleichstrommäßig oder galvanisch an die Klemme 1 angeschlossen. Fig.2 zeigt das Ersatznetzwerk der Fig. 1 und besteht aus einem 1/s-Element 7 in Reihe zu eineml/s2-Element8.
Das zweite in Fig.3 dargestellte Teünetzwerk enthält einen Verstärker 9, dessen Ein- und Ausgang über einen Widerstand 10 miteinander verbunden sind. Der Eingang des Verstärkers 9 ist ferner über einen Kondensator 11 mit der Eingangsklemme 1 des Teilnetzwerks verbunden. Die Klemme 1 ist außerdem über einen Kondensator 12 mit dem Ausgang des Verstärkers 9 verbunden. Die an den Verstärker 9 angelegten Signale sind auf Erde bezogen, indem eine Ankopplungsleitung 13 zu einer an die Klemme 2 angeschlossenen Erdversorgungsleitung 14 führt. Die Ersatzschaltung der F i g. 3 ist in F i g. 4 dargestellt und besteht aus einem 1/s-Element 15 parallel zu einem l/j2-Element 16. Fig.5 zeigt ein Teünetzwerk, dessen Ersatzschaltung in Fig.7 dargestellt ist, und enthält einen über einen Kondensator 19 an die Eingangsklemme 2 angeschlossenen Verstärker 17. Der Ausgang des Verstärkers 17 ist außerdem über einen Kondensator 20 an die Eingangsklemme ί angeschlossen. Das Ersatz- _-»™.Sj-L· Aor Schaltun17 von F i g, 5 ist in F i g. 7 dargestellt und besteht aus einem 1/s-Element 28, das in Reihe zu einem l/s^Element 29 liegt, dem ferner ein 1/s-Element 30 parallelgeschaltet ist Fig.6 zeigt ein Teilnetzwerk, das aus einem Differenzverstärker 21 besteht, der einen der Eingänge über einen Kondensator 22 an die Eingangsklemme und über einen Widerstand 23 an den Ausgang des Vorstarkers angeschlossen hi.i. Die andere Eingangsklemme des Verstärkers 21 ist über einen Widerstand 24 an den Ausgang angeschlossen und über die Parallelschaltung aus einem Kondensator 25 und einem Widerstand 26 an die Erdversorgungsleitung 27, die mit der Eingangsklemme 2 verbunden ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf das Teilnetzwerk der F i g. 1 und das Ersatznetzwerk der F i g. 2 berechnet sich die Eingangsimpedanz Z1n dieses Netzwerks zu:
__ (1/.S-C1) + (1/-S-Q) + (1/.S-C1C2-R.,)
C; und C2 = Kapazitätswerte der Kondensatoren 3
und 4,
R3Widerstandswert des Widerstands 5, k = Spannungsverstärkung unter der Annahme, daß die Eingangsimpedanz des Verstärkers ausreichend groß und vernachlässigbar ist, die Ausgangsimpedanz ausreichend klein und ebenfalls vernachlässigbar,
s = komplexe Frequenzvariable.
Wenn nun die Verstärkung k exakt Eins ist, beträgt die Eingangsimpedanz:
Z-m - (1/sC) + (I/SC2) + (1/S2C1C2A3),
die die allgemeine Form Zd besitzt, und die Eingangsimpedanz des Ersatznetzwerks der F i g. 2 ist gegeben durch:
Zd = (1/sC,) + (1/S2M5)
Ct = Kapazität des Kondensators 7, Ms = Wert des 1 ^-Elements 8.
Eine Anwendung des Teilnetzwerks mit Impedanzen der obigen allgemeinen Form ist in F i g. 8 dargestellt. Wegen mehrerer besonderer Eigenschaften ist dieses Netzwerk insbesondere für die Entwicklung von Netzwerken mit geringer Empfindlichkeit nützlich. Wenn der Verstärker nicht »ideal« ist, sind die Änderungen in Zd, die durch Abweichungen vom Idealwert verursacht werden, vernachlässigbar. Wenn somit die Eingangskapazität nicht vernachlässigbar ist, kann sie in das Glied Q eingerechnet werden, während ein nicht vernachlässigbarer Ausgangswiderstand mit dem Widerstandswert Ri zusammengefaßt werden kann, der ausreichend klein sein sollte. Wenn die Verstärkung Jt weiterhin leicht von Eins abweicht und in der Praxis im Bereich 1 bis 0,99 liegt, müssen in erster Näherung die Werte von G und M% leicht geändert werden, ferner wird in die Impedanz Zd ein kleinei Anteil in 1 /s3 eingefügt, der aber vernachlässigbar ist.
Im Teünetzwerk der F i g. 3 und im Ersatznetzwerl· der F i g. 4 ist der Eingangsleitwert Yin gegeben durch:
s/Q + C7 +
TTsCR/(1 +A)
mit:
C6 und C7 = Kapazitäten der Kondensatoren 11 und
12,
R8 = Widerstandswert des Widerstands 10,
A = Spannungsverstärkung unter der Annahme, daß der Eingangsleitwert und die Ausgangsimpedanz vernachlässigbar sind.
Wenn nun die Spannungsverstärkung sehr groß ist (d.h. vernachlässigbar verschieden von unendlich) ergibt sich der Eingangsleitwert zu:
Yin
+ C7) +
der von der allgemeinen Form Ye nach F i g. 4 ist und gegeben ist durch:
Ye = sQ +
Q = Kapazität des Kondensators 15 und
Mio = Wert des Elements 16.
Ein Filternetzwerk mit einem Teilnetzwerk, dessen allgemeine Leitwertsform wie oben lautet, ist in F i g. 9 dargestellt
Das Teilnetzwerk der Fig.3 wie das Teilnetzwerk der F i g. 1 hat die Eigenschaft, daß eine Abweichung des Verstärkers vom Idealwert einen weitgehend vernachlässigbaren Einfluß auf den Leitwert Ve hat Somit besteht in erster Näherung der Einfluß einer endlichen Verstärkung A (die aber noch groß ist) darin, daß die Werte von Cb und M(o leicht geändert werden müssen, und daß ein kleiner Leitwert proportional zu s3 addiert werden muß, der aber vernachlässigbar ist Dieses Teilnetzwerk ist deshalb insbesondere für den Aufbau von Netzwerken mit geringer Empfindlichkeit geeignet
ίο Der Widerstandswert R8 des Widerstands 10 sollte geeignet groß gewählt werden.
Nach F i g. 8 enthält das Filternetzwerk ein Teilnetzwerk, das im wesentlichen in F i g. 1 dargestellt ist und das mit denselben Bezugszeichen wie dort versehen ist; die anderen in Fig.8 eingefügten Elemente sind ein Eingangswiderstand 28 und ein in Reihe geschalteter Kondensator 29, ein Ausgangswiderstand 30 und ein Kondensator 31 parallel zu einem Eingangswiderstand 32 des Teilnetzwerks, sowie ein Ausgangsverstärker 33.
Im Betrieb verhält sich das Netzwerk der F i g. 8 wie ein »pseude-elliptisches« Tiefpaßfilter dritter Ordnung, das mit den Elementewerten der Tabelle 1 (s. unten) eine Durchlaßwelligkeit von 1 dB hat, eine Grenzfrequenz von 3,40 Hz sowie eine Sperrdämpfung von 30 dB. Mit den Elementewerten der Tabelle 2 (s. unten) bleiben die obigen Parameter erhalten, mit der Ausnahme, daß die Durchlaßwelligkeit statt 1 dB nun 0,1 dB beträgt
Tabelle 1
Widerstand 28 = 85,28 kOhm
Widerstand 30 = 144,9 kOhm
Widerstand 32 = 20,00 kOhm
Widerstand 5 = 191,5 kOhm
Kondensator 29 = 1847 pF
Kondensator 3 = 12,220 pF
Kondensator 4 = 12,220 pF
Kondensator 31 = 468,1 pF
Tabelle 2
Widerstand 28 = 63,62 kOhm
Widerstand 30 = 73,89 kOhm
Widerstand 32 = 10,52 kOhm
Widerstand 5 = 195,8 kOhm
Kondensator 29 = 1246 pF
Kondensator 3= ll,95nF
Kondensator 4= 11,95 nF
Kondensator 31 = 468,1 pF
F i g. 9 enthält ein Teilnetzwerk, das ähnlich ist zu dem in Fig.3 dargestellten und deshalb mit denselben Bezugszeichen wie in Fig.3 versehen ist; das Filter enthält ferner einen Eingangswiderstand 34 und einen das Teilnetzwerk 36 speisenden Kondensator 35, sowie einen Ausgaiigswiderstand 38 und einen den Verstärker 37 speisenden Kondensator 39.
Das Netzwerk der Fig.9 wirkt als Tschebyscheff-Tiefpaßfilter dritter Ordnung, das mit den Elemcntewerten der Tabelle 3 eine Durchlaßwelligkeit von 1 dB und eine Grenzfrequenz von 3,4 kHz hat.
Tabelle 3
Widerstand 34
Widerstand 24
Widerstand 38
1,303 kOhm
144,3 kOhm
4,197 kOhm Kondensator 35
Kondensator 22
Kondensator 23
Kondensator 39
133,86 nF
4,00 nF
4,00 nF
20,0 nF
Das Teilenetzwerk der F i g. 10 isi an eine End versorgungsleitung 40 angeschlossen und besteht aus einem Differenzverstärker 41, dessen Nichtinverter-Eingang 42 an eine Eingangsklemme 43 angeschlossen ist, während der Inverter-Eingang 44 über einen Widerstand 45 mit Erde verbunden ist. Der Ausgang 46 des Verstärkers 41 ist über einen ersten Kondensator 47 mit dem Eingang 42 und über einen zweiten Kondensator 48 mit dem Eingang 44 verbunden. Wie in Fig.2 dargestellt ist, besteht die Ersatzschaltung aus einer Impedanz, die proportional ist zu l/s8, in Reihe zu einem Kondensator.
Unter der Annahme, daß der Widerstand 45 eine ohmsche Impedanz R, besitzt und die Kondensatoren 47
und 48 kapazitive Impedanzen proportional zu Cx und C2 aufweisen, besitzt das l/s2-Element 9 nach F i g. 2 eine zu CiC2Ai proportionale Impedanz. Das Element 8 liegt in Reihe mit einem Kondensator 7, dessen Impdeanz proportional ist zu G/2. Der Differenzverstärker 41 hat eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz und ist so angeordnet, daß er die Verstärkung Eins erzeugt, d. h, das Ausgangssignal ist gleich der Differenz zwischen den Eingangssignalen. Die von der Klemme 43 aus gegen Erde gemessene Impedanz ist gegeben durch:
IO
S1C1C2R1
s = komplexe Frequenzvariable.
'5
Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß diese ähnlich zur F i g. 1 ist und einen zusätzlichen Kondensator 55 parallel zum Widerstand 5 aufweist Die anderen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Es ist ersichtlich, daß durch die Hinzunahme dieses weiteren Kondensators zwischen dem Ausgang des Verstärkers 6 und dem Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 3 und 4 sich die in F i g. 14 gezeigte Ersatzschaltung wesentlich von der in Fig.2 dargestellten Ersatzschaltung unterscheidet, wenn die Elemente der F i g. 13 in einer vorbestimmten Weise proportional sind, wie nachstehend beschrieben wird.
Der Leitwert der Schaltung von Fig. 1 ist gegeben durch:
y =
2+(l-k)sCi G3
S(C1 +C3)I-G3
Wenn die Eingangsklemmen des Verstärkers ver- 20 mit: tauscht werden, ist der von der Klemme 43 aus ...... ., ... , ., ...
bezüglich Erde gemessene Leitwert gegeben durch: k = tatsächliche Verstärkung des Verstärkers 6.
Yin -
+ 2sC\,
zu dem die in F i g. 4 gezeigte Ersatzschaltung gehört Es wird nun auf die F i g. 11 und 12 Bezug genommen. Das in F i g. 11 dargestellte Teilnetewerk enthält einen Verstärker 49 mit Verstärkung Eins, dessen Eingang an den Verbindungspunkt zwischen der Reihenschaltung aus einem Widerstand 50 und einem Kondensator 51 zwischen einer Eingangsklemme 52 und Erde angeschlossen ist Der Ausgang des Verstärken 49 ist über einen Kondensator 53 mit der Eingangsklemme 52 verbunden.
Unter der Annahme, daß die Elemente der Schaltungen folgende Impedanzwerte aufweisen:
Widerstand 50 » Rx,
Kondensator 53 ·= Ci,
Kondensator 51 «= C2,
enthält, die in F i g. 12 dargestellte Schaltung einen Widerstand 50', dessen Impedanz proportional zum Widerstand 50 ist und der einem Kondensator 53' parallelgeschaltet ist dessen kapazitive Impedanz proportional zum Kondensator 53 ist sowie ein l/^-Element 54 parallel zu einem Kondensator 51', dessen kapazitive Impedanz proportional zum Kondensator 51 ist. Das l/s2-Element 54 besitzt eine Impedanz proportional zu CxCzRx. Der Verstärker 49 weist eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz auf, und zwar in dem Frequenzbereich, in dem (1/mCi)2 kleiner ist als Rx 7. Die Schaltung besitzt eine Ersatzschaltung nach Fig. 12, die ein 1/s-Element mit einem parasitären Parallelkondensator in Reihe mit einem weiteren parasitären Kondensator und einem Widerstand enthält Die von der Klemme 52 aus gegen Erde gemessene Impedanz ist gegeben durch: Offensichtlich besitzt die Eingangsimpedanz dann, wenn k im wesentlichen gleich Eins ist die geforderte Form und besteht aus einer Kapazität in Reihe zu einer Impedanz, die proportional ist zu l/s2.
In der Praxis ist k frequenzabhängig. Für Verstärker mit einem einzigen dominierenden Pol, bei denen die Verstärkungs-Eins-Frequenz gegeben ist durch:
40
45
Z1.
1 I- .vK, C1
Es sei darauf hingewiesen, daß die in F i g. 11 gezeigte Schaltung eine ähnliche Schaltungsauslegung wie jene in F i g. 5 gezeigte und oben beschriebene Schaltung hat, jedoch enthält die Ersatzschaltung ein ohmsches Element parallel zum eingangsseitigen, in Reihe geschalteten kapazitiven Element. kann die Frequenzabhängigkeit durch den Ausdruck (i/k) = 1 + (1/Xo) + sTx beschrieben werden, wobei Xo die Niederfrequenz-Leerlaufverstärkung des Verstärkers ist, die normalerweise in der Größenordnung 104 liegt Der zweite Ausdruck im Zähler kann somii wie folgt geschrieben werden:
Xßl/Xo) + STxJsCxG3.
Die in F i g. 13 gezeigte Schaltung erhält man, indem G3 durch eine Parallelschaltung aus dem Kondensatoi 55 mit einer Kapazität Cu und den Widerstand 5 mii einem Widerstandswert Rs nach Fig. 13 ersetzt wird wobei gilt:
G5+ sQ = G5(I + fc)/[l +(1/X0)] = G5(I +sT,/[l +(1/X0)].
Der zweite Ausdruck dieser Gleichung wird zu:
[(1/K0)+ 5T1]SC1G5Z[I+(1/X0)] ^s2C1 C4+SC1G5Kl+X0).
Der Zähler von V1n ist nun gegeben durch:
s2 C1 (C2+ C4)+ sC, G5Z(I+X0).
Der einzige »unerwünschte« Ausdruck ist der / enthaltende Ausdruck, und da Xo für leicht erhältlirf Verstärker oft in der Größenordnung von 10* oder K ist kann dieser Ausdruck für praktische Zwecl vernachlässigt werden. Weiterhin nimmt sein Einfli mit steigender Frequenz ab, im Gegensatz τι Diskrepanz, die in der umkompensierten Schaltui nach F i g. 1 auftritt
Die Impedanz der Fig. 13 ist deshalb für praktische Zwecke gegeben durch:
(C1 + C2 + C4)
έ C1(C2 + C4) τ S2 C1 (C2 + C4) R5 ·
Daraus ergibt sich nach Fig. 14 folgende Schaltung: ein Kondensator 56 mit einer Kapazität Ci, der gleich dem Kondensator 3 ist, liegt in Reihe mit der Parallelschaltung aus den beiden Kondensatoren 57 und 58, die die Kapazitäten C2 und C55 aufweisen, und die den Kapazitäten der Kondensatoren 4 und 55 entsprechen, ferner in Reihe zu einem 1/^-Element 59, dessen Wert gleich Ci(C2 + Ck)As ist
Dieses Ergebnis gilt in der Praxis für den Frequenzbereich, in dem sich die Verstärkung des Verstärkers bei Frequenzen wesentlich über der Polfrequenz wie ein einzelner dominierender Pol verhält mit anderen Worten für den Bereich, in dem die Verstärkung mit 6 dB pro Oktave abfällt Für leicht erhältliche integrierte
10
Operationsverstärker erstreckt sich dieser Bereich gewöhnlich von 100 Hz bis 100 kHz, die Polfrequenz ist in der Größenordnung von 5 Hz und die Verstärkungs-Eins-Frequenz liegt in der Größenordnung von 1 MHz, s was durch Wahl der Zeitkonstanten der Parallelschaltung aus dem Widerstand 5 und dem Kondensator 55 gleich der tatsächlichen Zeitkonstanten erreicht wird, die mit dem Abfall von 6 dB pro Oktave in der Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik des Verstärkers ο zusammenhängt d. h.:
+(1+K0)]
Die Schaltung der Fig. 13 erlaubt die Verwendung eines billigen Verstärkers mit mittlerer Bandbreite ir einer Präzisions-Filterschaltung, in der andernfalls eir teuerer Breitbandverstärker erforderlich wäre, insbe sondere im höheren Frequenzbereich von 100 Hz bii 100 kHz.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

A/ i Patentansprüche:
1. Zweipoliges ÄC-Teilnetzwerk für ak; Abzweigfilternetzwerke mit einem einzigen A: .iilußpaar, von denen ein Anschluß auf Bezugspotential liegt, bestehend aus einem Differenzverstärker, der einen Ausgang, einen Inverter-Eingang und einen Nichtinverter-Eingang hat, dessen Verstärkung im wesentlichen Eins beträgt und eine hohe Eingangs- ι ο impedanz sowie eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist und dessen Inverter-Eingang direkt mit dem nicht auf Bezugspotential liegenden Anschluß verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter-Eingang (42) über einen ersten Kondensator (47) mit dem Ausgang (46) des Differenzverstärkers (51) verbunden ist, daß der Nichtinverter-Eingang (44) über einen zweiten Kondensator (48) mit dem Ausgang (46) des Differenzverstärkers (51) verbunden ist, und daß der Nichtinverter-Eingang (44) mit dem auf Bezugspotential liegenden Anschluß (40) über einen ersten Widerstand (45) verbunden ist (F i g. 10); so daß das ÄC-Teilnetzwerk im Betrieb ersatzschaltbildmäßig eine zwischen dem Anschlußpaar wirksame Reihenschaltung aus einem Bauelement (8) mit komplexer Impedanz Mas2 und einem Bauelement (7) mit komplexer Impedanz Mbs darstellt, mit a und b als Konstanten und s als der komplexen Frequenzvariablen (F i g. 2).
2. Zweipoliges ÄC-Teilnetzwerk für aktive Abzweigfilternetzwerke mit einem einzigen Anschlußpaar, von denen ein Anschluß auf Bezugspotential liegt, bestehend aus einem Verstärker, dessen Verstärkung im wesentlichen Eins beträgt und eine hohe Eingangsimpedanz sowie eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist und dessen Eingang direkt mit dem nicht auf Bezugspotential liegenden Anschluß verbunden ist, gekennzeichnet durch einen ersten Kondensator (3) und einen zweiten Kondensator (4) in Reihe zwischen dem Anschlußpaar (1,3); und einen Rückkopplungsweg vom Ausgang des Verstärkers (6) mit der Parallelschaltung eines Widerstands (5) und eines dritten Kondensators (55) zum Verbindungspunkt des ersten und des zweiten Kondensators (3, 4), wobei der Widerstand (5) und der dritte Kondensator (55) so bemessen sind, daß der Rückkopplungsweg eine wirksame Zeitkonstante im wesentlichen gleich der Zeitkonstante des Verstärkers (6) im Abfallbereich von dessen Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie hat, um die wirksame Bandbreite des Teilnetzwerkes zu dehnen (Fig. 13); so daß das ÄC-Teilnetzwerk im Betrieb ersatzschaltbildmäßig eine zwischen dem Anschlußpaar wirksame Reihenschaltung aus einem Bauelement (59) mit komplexer Impedanz 1/as2, aus einer Parallelschaltung von zwei Bauelementen (57, 58) mit komplexer Impedanz Mbs bzw. Mes und aus einem weiteren Bauelement (56) mit komplexer Impedanz Mds darstellt; mit a—d als Konstanten und s als der komplexen Frequenzvariablen (Fig. 14).
3. Zweipoliges ÄC-Teilnetzwerk für aktive Abzweigfilternetze mit einem einzigen Anschlußpaar, von denen ein Anschluß auf Bezugspotential liegt, bestehend aus einem Differenz-Operationsverstärker, der einen Ausgang, einen Inverter-Eingang und einen Nichtinverter-Eingang hat, dessen Verstärkung im wesentlichen unendlich zwischen den Eingängen und dem Ausgang ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Inverter-Eingang des Operationsverstärkers (21) der nicht auf Bezugspotential liegende Anschluß (1) über einen ersten Kondensator (22) verbunden ist, daß mit dem Nichtinverter-Eingang der Bezugs-Anschluß (2) über die Parallelschaltung eines ersten Widerstands (26) und eines zweiten Kondensators (25) verbunden ist, und daß vom Operationsverstärker (21) die beiden Eingänge direkt mit dem Ausgang jeweils durch einen zweiten Widerstand (23) bzw. einen dritten Widerstand (24) verbunden sind (F i g. 6); so daß im Betrieb das Teilnetzwerk ersatzschaltbildmäßig eine zwischen dem Anschlußpaar wirksame Parallelschaltung aus einem Bauelement (16) mit komplexer Impedanz 1/as2 und einem Bauelement (15) mit komplexer Impedanz i/bs darstellt, mit a und b als Konstanten und s als der komplexen Frequenzvariablen (F i g. 4).
4. lief paß-Filternetzwerk dritter Ordnung unter Verwendung eines zweipoligen Teilnetzwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Ausgangsverstärker, der eine Eingangs- und eine Ausgangskopplung sowie im wesentlichen die Verstärkung Eins hat, dadurch gekennzeichnet, daß das einzige Anschlußpaar des ÄC-Teilnetzwerks mit dem Eingang des Filternetzwerks über eine Reihenschaltung eines ersten Widerstandselements und eines ersten kapazitiven Elements sowie über ein zweites Widerstandselement mit der Eingangskopplung des Ausgangsverstärkers verbunden ist, der seinerseits mit dem auf Bezugspotential liegenden Anschluß des Teilnetzwerks über ein zweites kapazitives Element verbunden ist, und daß das Ausgangssignal von der Ausgangskopplung des Ausgangsverstärkers abgenommen ist.
DE19742402185 1973-01-17 1974-01-17 Zweipolige RC-Teilnetzwerke für aktive Abzweigfilternetzwerke und ihre Verwendung in einem Tiefpaß-Filternetzwerk dritter Ordnung Expired DE2402185C3 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB248273A GB1413721A (en) 1973-01-17 1973-01-17 Subnetworks for filter ladder networks
GB248273 1973-01-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2402185A1 DE2402185A1 (de) 1974-07-25
DE2402185B2 DE2402185B2 (de) 1977-04-07
DE2402185C3 true DE2402185C3 (de) 1977-11-24

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