DE2608401C3 - Coilless filter circuits formed from two integrators - Google Patents

Coilless filter circuits formed from two integrators

Info

Publication number
DE2608401C3
DE2608401C3 DE19762608401 DE2608401A DE2608401C3 DE 2608401 C3 DE2608401 C3 DE 2608401C3 DE 19762608401 DE19762608401 DE 19762608401 DE 2608401 A DE2608401 A DE 2608401A DE 2608401 C3 DE2608401 C3 DE 2608401C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
operational amplifier
resistor
inverting input
output
input
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DE19762608401
Other languages
German (de)
Other versions
DE2608401B2 (en
DE2608401A1 (en
Inventor
Josef Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Nossek
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19762608401 priority Critical patent/DE2608401C3/en
Publication of DE2608401A1 publication Critical patent/DE2608401A1/en
Publication of DE2608401B2 publication Critical patent/DE2608401B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2608401C3 publication Critical patent/DE2608401C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

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
    • H03H11/1217—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a plurality of operational amplifiers

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

bezeichneten Ausgangsklemmen erkennen, und es ist durch die Bezugsziffer 4 gleichzeitig verdeutlicht, daß eine Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme unmittelbar elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und daß die durchgehende Leitung 4 gleichzeitig elektrisches Bezugspotential für die gesamte Schaltung darstellen kann. Mit U ist weiterhin die Eingangsspannung und mit Uod\e Ausgangsspannung bezeichnetIdentify designated output terminals, and it is indicated by the reference number 4 at the same time that an input terminal and an output terminal are directly connected to each other in an electrically conductive manner, and that the continuous line 4 can simultaneously represent electrical reference potential for the entire circuit. The input voltage is also designated with U and the output voltage with U o d \ e

Der erste Integrator besteht aus einem ersten Operationsverstärker 1, dessen nicht invertierender Eingang mit la, dessen invertierender Eingang mit Xb und dessen Ausgang mit Ic bezeichnet sind. Der Ausgang Ic ist über einen Kondensator G mit dem invertierenden Eingang Xb verbunden, der nicht invertierende Eingang la des Operationsverstärkers 1 liegt unmittelbar auf der Bezugspotential führenden Leitung 4. Am invertierenden Eingang Xb des Operationsverstärkers 1 ist ferner ein Widerstand A1 angeschaltet, dessen anderer Anschlußpunkt zu einem Knotenpunkt 3 führt, der gleichzeitig die nicht auf Bezugspotential liegende Eingangsklciime der Gesamtschaltung bildet.The first integrator consists of a first operational amplifier 1, whose non-inverting input is denoted by la, whose inverting input is denoted by Xb and whose output is denoted by Ic. The output Ic is connected to the inverting input Xb via a capacitor G, the non-inverting input la of the operational amplifier 1 is directly on the line 4 carrying reference potential. A resistor A 1 is also connected to the inverting input Xb of the operational amplifier 1, the other connection point of which leads to a node 3, which at the same time forms the input signal of the overall circuit that is not at reference potential.

Der zweite Integrator besteht aus einem zweiten Operationsverstärker 2, dessen nicht invertierender Eingang mit 2a, dessen invertierender Eingang mit 2b und dessen Ausgang mit 2c bezeichnet sind. Der Ausgang Ic des Operationsverstärkers 1 und der nicht invertierende Eingang 2a des Operationsverstärkers 2 sind über einen Widerstand R2 miteinander verbunden. Der Ausgang 2c des Operationsverstärkers 2, der gleichzeitig die nicht auf Bezugspotential liegende Ausgangsklemme 5 der Gesamtschaltung bildet, ist über einen Widerstand R* mit dem nicht invertierenden Eingang 2b des Operationsverstärkers verbunden. Von diesem Eingang führt weiterhin ein Widerstand Rt auf die durchgehende Leitung 4. Der nicht invertierende Eingang 2a liegt weiterhin über einen Kondensator C2 auf Bezugspotential 4, so daß also der dem Ausgang Ic des Operationsverstärkers 1 abgewandte Anschluß des Widerstandes R2 und der der durchgehenden Leitung 4 abgewandte Anschluß des Kondensators C2 gewissermaßen einen Schaltungsknoten bilden.The second integrator consists of a second operational amplifier 2, whose non-inverting input is denoted by 2a, whose inverting input is denoted by 2b and whose output is denoted by 2c. The output Ic of the operational amplifier 1 and the non-inverting input 2a of the operational amplifier 2 are connected to one another via a resistor R 2. The output 2c of the operational amplifier 2, which at the same time forms the output terminal 5 of the overall circuit that is not at reference potential, is connected to the non-inverting input 2b of the operational amplifier via a resistor R *. A resistor Rt continues from this input to the continuous line 4. The non-inverting input 2a is also connected to reference potential 4 via a capacitor C 2 , so that the terminal of the resistor R 2 facing away from the output Ic of the operational amplifier 1 and that of the continuous Line 4 facing away from the connection of the capacitor C 2 to a certain extent form a circuit node.

Die Rückkopplung erfolgt über einen Widerstand /?.,, der einerseits an den Ausgang 2cdes Operationsverstärkers 2 und andererseits an den invertierenden Eingang Xb des ersten Operationsverstärker·- 1 angeschaltet ist. Vom Schaltungsknoten 3, d. h. also von der nicht auf Bezugspotential liegenden Eingangsklemme, führt eine weitere Verbindung einerseits über einen Widerstand Ri auf den nicht invertierenden Eingang 2a des Operationsverstärkers 2 und andererseits über einen Widerstand R1 auf den invertierenden Eingang 2b des Operationsverstärkers 2.The feedback takes place via a resistor /?. ,, which is connected on the one hand to the output 2c of the operational amplifier 2 and on the other hand to the inverting input Xb of the first operational amplifier · -1. From the circuit node 3, i.e. from the input terminal not at reference potential, another connection leads on the one hand via a resistor Ri to the non-inverting input 2a of the operational amplifier 2 and on the other hand via a resistor R 1 to the inverting input 2b of the operational amplifier 2.

Für die Bemessung der einzelnen Schaltelemente lassen sich die in den Gleichungen (1) und (2) angegebenen Formeln verwenden:For the dimensioning of the individual switching elements, the equations (1) and (2) use the given formulas:

Τ, , U" _ T Wir Τ,, U "_ T We

U II U II

·, III. 1·, III. 1

(I)(I)

IOIO

2020th

111 r0=s A, 111 r 0 = s A,

R,-R, -

2 L_ Λ+ΑΛ.2 L_ Λ + ΑΛ.

R>ReR> Re

RhRh

_ I A Λ + A _ IA Λ + A

C1C2R1R2 R. V K„ C 1 C 2 R 1 R 2 R. V K "

(2)(2)

Q= = -n Q = = - n

R2 +R4.R 2 + R 4 .

CR 2 C1R, CR 2 C 1 R,

, _ k?_ iW, + M, _ k? _ iW, + M

R2 + R4 R11 V KJ R 2 + R 4 R 11 V KJ

In den vorstehenden FDrmeln bedeutet noch Transferfunktion, T„ ist eine Konstante, ωΡ stellt die Eigenfrequenz und ω, die Sperrstelle in der Transferfunktion dar. Wie den vorstehenden Forrm'in zu entnehmen ist, lassen sich je nach Wahl von ωρ und ω^ die einzelnen Schaltelemente dementsprechend bemesser., und es können somit entweder Schaltungen mit Tiefpaßverhalten oder Schaltungen mit Hochpaßverhalten realisiert werden. Durch Kettenschaltung von Tiefpaß- und Hochpaßgliedern entstehen dementsprechend Schaltungen mit Bandpaß- bzw. Bandsperrencharakter. Auch ermöglicht es die vorstehend beschriebene Schaltung, mit nur zwei Operationsverstärkern und nur zwei Kondensatoren ein Hochpaß- bzw.Tiefpaßverhalten zu realisieren, wobei gegebenenfalls in der Übertragungsfunktion ein Dämpfungspol auftreten kann. Auch ist es möglich, die Verluste der Kondensatoren zu berücksichtigpn und unmittelbar in den Schi'iungsentwurf einzubeziehen.In the above terms, the transfer function still means, T " is a constant, ω Ρ represents the natural frequency and ω represents the blocking point in the transfer function. As can be seen from the above form, ω ρ and ω ^ the individual switching elements sized accordingly, and it is thus possible to implement either circuits with low-pass behavior or circuits with high-pass behavior. By daisy chaining low-pass and high-pass elements, circuits with a bandpass or bandstop character are created accordingly. The circuit described above also makes it possible to achieve high-pass or low-pass behavior with only two operational amplifiers and only two capacitors, with an attenuation pole possibly occurring in the transfer function. It is also possible to take the losses of the capacitors into account and to include them directly in the circuit design.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Aus zwei Integratoren gebildete spulenlose Filterschakung, deren einzelne Glieder aus Operationsverstärkem, Kondensatoren und Widerständen bestehen und im ersten Integrator der Ausgang des Operationsverstärkers über einen Kondensator mit dem invertierenden Eingang verbunden ist und diesem Eingang ein Widerstand vorgeschaltet ist, ι ο und bei der zwischen den einzelnen Gliedern eine Rückkopplung vorgesehen ist und weiterhin eine Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme über eine durchgehende Leitung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Integrator der dem invertierenden Eingang (Xb) des Operationsverstärkers (I) vorgeschaltete Widerstand (R,) an einen von der zweiten Eingangsklemme gebildeten Knoten (3) angeschaltet ist und der nicht invertierende Eingang (la) des Operationsverstärkers (1) unmittelbar auf die durchgehende Leitung (4) führt, daß der zweite Integrator aus einem weiteren Operationsverstärker (2) besteht, dessen Ausgang (2c) über einen Widerstand (R3) mit seinem invertierenden Eingang (2b) verbunden ist, von dem aus ein Widerstand (Rb) zur durchgehenden Leitung (i) führt und dessen nicht invertierender Eingang (2a) einerseits über einen Kondensator (C2) zur durchgehenden Leitung (4) und andererseits über einen Widerstand (R1) zum jo Ausgang (Ic) des ersten Operationsverstärkers (1) führt, daß di; Rückkopplung vom Ausgang (2c) des zweiten Operationsverstärkers (2) über einen Widerstand (R3) zum invertierenden Eingang (Ib; des ersten Operationsverstärker (1) geschaltet ist, » und daß vom Knoten (3) einerseits ein Widerstand (R4) zum nicht invertierenden Eingang (2a) und andererseits ein Widerstand (Rc) zum invertierenden Eingang (2b) des zweiten Operationsverstärkers (2) geschaltet sind. w Coilless filter circuit formed from two integrators, the individual elements of which consist of operational amplifiers, capacitors and resistors and in the first integrator the output of the operational amplifier is connected to the inverting input via a capacitor and a resistor is connected upstream of this input, ι ο and between the individual A feedback circuit is provided and an input terminal and an output terminal are also connected to one another via a continuous line, characterized in that in the first integrator the resistor (R,) connected upstream of the inverting input (Xb) of the operational amplifier (I) is connected to one of the second Input terminal formed node (3) is switched on and the non-inverting input (la) of the operational amplifier (1) leads directly to the continuous line (4) that the second integrator consists of a further operational amplifier (2) whose output (2c) via a resistor ( R 3 ) is connected to its inverting input (2b) , from which a resistor (Rb) leads to the continuous line (i) and its non-inverting input (2a) on the one hand via a capacitor (C 2 ) to the continuous line (4) and on the other hand via a resistor (R 1 ) to the jo output (Ic) of the first operational amplifier (1) that di; Feedback from the output (2c) of the second operational amplifier (2) via a resistor (R 3 ) to the inverting input (Ib; of the first operational amplifier (1) is connected, »and that from the node (3) on the one hand a resistor (R 4 ) to the non-inverting input (2a) and on the other hand, a resistor (R c) to the inverting input (2b) of the second operational amplifier (2) are connected. w Die Erfindung betrifft eine aus zwei Integratoren gebildete spulenlose Filterschaltung, deren einzelne Glieder aus Operationsverstärkern. Kondensatoren und Widerständen bestehen und im ersten Integrator der Ausgang des Operationsverstärkers über einen Kondensator mit dem invertierenden Eingang verbunden ist und diesem Eingang ein Widerstand vorgeschaltet ist, und bei der zwischen den einzelnen Gliedern eine Rückkopplung vorgesehen ist und weiterhin eine Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme über eine durchgehende Leitung miteinander verbunden sind.The invention relates to a coilless filter circuit formed from two integrators, the individual Operational amplifier links. Capacitors and resistors exist and the first integrator The output of the operational amplifier is connected to the inverting input via a capacitor and this input is preceded by a resistor, and one between the individual links Feedback is provided and further an input terminal and an output terminal via a continuous line are connected to each other. Bekanntlich werden WC-Filterschaltungen in der Nachrichtentechnik immer häufiger deshalb angewendet, weil es mit Hilfe dieser Schaltungen möglich ist, frequen/selektive Anordnungen zu schaffen, bei denen auf den Einsatz von Spulen verzichtet werden kann. In dem Bestreben, solche Schaltungen möglichst klein aufzubauen, tritt dieses Bedürfnis immer stärker deshalb in den Vordergrund, weil Spulen sich nicht in dem Ausmaß verkleinern lassen, wie dies mit Widerständen. Kondensatoren und aktiven Flementen durch Anwendung moderner Technologien möglich ist, zumal sich gezeigt hat, daß Spulen einem integrierten Aufbau nur sehr schwer zugänglich sind.It is well known that toilet filter circuits are used more and more frequently in communications engineering because with the help of these circuits it is possible to create frequency / selective arrangements in which the use of coils can be dispensed with. In an effort to keep such circuits as small as possible build up, this need comes more and more to the fore because coils are not in the Make the extent smaller, like this with resistors. Capacitors and active elements by application modern technologies is possible, especially since it has been shown that coils have an integrated structure only are very difficult to access. Zur Realisierung aktiver RC-Filterschaltungen sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekanntgeworden, und es sind weiterhin auch unterschiedliche Arten solcher ßC-Filterschaltungen bekannt Eine Filtersch'altung der einleitend genannten Art, die aus zwei Integratoren besteht, ist in der Zeitschrift »Proc IEEE«, Vol. 51, Seiten 662 bis 663, Mai 1973, beschrieben, und es lassen sich mit diesen Schaltungen biquadratische Schaltungsfunktionen realisieren. Die bekannte Schaltung erfordert hierzu jedoch drei Operationsverstärker, so daß auch der Gleichstrombedarf der Gesamtschaltung ein gewisses Maß nicht unterschreiten kann, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn vielgliedrige Filterschaltungen realisiert werden sollen.To implement active RC filter circuits are different possibilities have already become known, and there are still different types Such βC filter circuits are known A filter circuit of the type mentioned in the introduction, which consists of two integrators, is in the magazine "Proc IEEE", Vol. 51, pages 662 to 663, May 1973, and es biquadratic circuit functions can be implemented with these circuits. The well-known circuit however, this requires three operational amplifiers, so that the direct current requirement of the overall circuit cannot fall below a certain level, which is particularly important when there are many links Filter circuits are to be implemented. In diesem Zusammenhang sind aus der DE-OS 24 34 957 Schaltungsstrukturen bekanntgeworden, mit denen sich biquadratische Übertragungsfunktionen realisieren lassen und die nur zwei Operationsverstärker benötigen. Allerdings sind diese Schaltungen hinsichtlich der Wahl der Dämpfungspollage gewissen Einschränkungen unterworfen.In this context, circuit structures are known from DE-OS 24 34 957, with which can implement biquadratic transfer functions and only two operational amplifiers require. However, these circuits are certain with regard to the choice of the damping pole position Subject to restrictions. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus zwei Integratoren bestehende aktive WC-Filterschaltung anzugeben, mit der es einerseits geüngt, sogenannte biquadratische Übertragungsfunktion^ bei möglichst freier Wahl der Dämpfungspollagen zu realisieren und die jedoch gleichzeitig nur zwei Operationsverstärker benötigt.The invention is based on the object of an active WC filter circuit consisting of two integrators indicate, with which it suffices on the one hand, so-called biquadratic transfer function ^ at as possible Realize free choice of attenuation pole and only two operational amplifiers at the same time needed. Ausgehend von einer aus zwei Integratoren gebildeten spulenlosen Filterschaltung, deren einzelne Glieder aus Operationsverstärkern, Kondensatoren und Widerständen bestehen und im ersten Integrator der Ausgang des Operationsverstärkers über einen Kondensator mit dem invertierenden Eingang verbunden ist und diesem Eingang ein Widerstand vorgeschaltet ist, und bd der zwischen den einzelnen Gliedern eine Rückkopplung vorgesehen ist, und weiterhin sine Ei.igangsklemme und eine Ausgangsklemme über eine durchgehende Leitung miteinander verbunden sind, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im ersten Integrator der dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers vorgeschaltete Widerstand an einen von der zweiten Eingangsklemme gebildeten Knoten angeschaltet ist und der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers unmittelbar auf die durchgehende Leitung führt, daß der zweite Integrator aus einem weiteren Operationsverstärker besteht, dessen Ausgang über einen Widerstand mit seinem invertierenden Eingang verbunden ist, von dem aus ein Widerstand zur durchgehenden Leitung führt und dessen nicht invertierender Eingang einerseits über einen Kondensator zur durchgehenden Leitung und andererseits über einen Widerstand zum Ausgang des ersten Operationsverstärkers führt, daß die Rückkopplung vom Ausgang des zweiten Operationsverstärkers über einen Widerstand zum invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers geschaltet ist, und daß vom Knoten einerseits ein Widerstand zum nicht invertierenden Eingang und andererseits ein Widerstand zum invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers geschaltet sind.Starting from a coilless filter circuit formed from two integrators, their individual links consist of operational amplifiers, capacitors and resistors and the output in the first integrator of the operational amplifier is connected via a capacitor to the inverting input and this Input a resistor is connected upstream, and bd the between the individual links a feedback is provided, and continue to sine input terminal and an output terminal are connected to one another via a continuous line, this task becomes according to the invention achieved in that in the first integrator of the inverting input of the Operational amplifier upstream resistor to one formed by the second input terminal Node is switched on and the non-inverting input of the operational amplifier directly to the continuous line leads that the second integrator consists of another operational amplifier, whose output is connected to its inverting input via a resistor, from which a Resistance leads to the continuous line and its non-inverting input on the one hand a capacitor for continuous conduction and on the other hand via a resistor to the output of the first operational amplifier results in the feedback from the output of the second operational amplifier is connected via a resistor to the inverting input of the first operational amplifier, and that from the node on the one hand a resistor to the non-inverting input and on the other hand a resistor are connected to the inverting input of the second operational amplifier. Anhand eines Ausführungsbeispiels wird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment. Die in der Figur dargestellte Schaltung läßt die mit 3, 4 bezeichneten Eingangsklemmen bzw. die mit 1J, 4The circuit shown in the figure leaves the input terminals labeled 3, 4 or those labeled 1 J, 4
DE19762608401 1976-03-01 1976-03-01 Coilless filter circuits formed from two integrators Expired DE2608401C3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762608401 DE2608401C3 (en) 1976-03-01 1976-03-01 Coilless filter circuits formed from two integrators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762608401 DE2608401C3 (en) 1976-03-01 1976-03-01 Coilless filter circuits formed from two integrators

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2608401A1 DE2608401A1 (en) 1977-09-08
DE2608401B2 DE2608401B2 (en) 1977-12-29
DE2608401C3 true DE2608401C3 (en) 1978-08-24

Family

ID=5971256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762608401 Expired DE2608401C3 (en) 1976-03-01 1976-03-01 Coilless filter circuits formed from two integrators

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2608401C3 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11405022B2 (en) * 2017-12-22 2022-08-02 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Filter networks for driving capacitive loads

Also Published As

Publication number Publication date
DE2608401B2 (en) 1977-12-29
DE2608401A1 (en) 1977-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH643410A5 (en) FILTER CIRCUIT WITH A BIQUADRATIC TRANSMISSION FUNCTION.
DE2555835C3 (en) Filter circuit for electric waves, consisting of electronic lines
EP0024011A1 (en) Electrical filter circuit using at least one simulated inductance comprising controlled switches, capacitors and amplifiers
DE3301656A1 (en) ARRANGEMENT FOR SIMULATING ELECTRICAL COMPONENTS
DE2608401C3 (en) Coilless filter circuits formed from two integrators
DE2709230A1 (en) SPEISEBRUECKE
DE2608431C3 (en) Coilless filter circuit formed from two all-pass elements of the first order
DE2229494C3 (en) Gyrator C circuit acting as a filter circuit
DE2933667C3 (en) Lossy sampling integrator with electronic switches. especially for the implementation of clocked active filter circuits
DE2704318C3 (en) Line branches consisting of CTD lines
EP0007625B1 (en) Electrical filter network comprising charge transfer device lines with separate charge transfer elements
DE2613106C3 (en) Coilless filter circuit
DE2808581C2 (en) Filter circuit with a bandpass transfer function of the fourth degree
DE3149481C2 (en) Filter circuit for electrical oscillations consisting of switches and capacitors
DE3009118A1 (en) Circuit which simulates inductance - using single operational amplifier and seven impedances of various types
EP0109680B1 (en) Adjustable attenuation equalizer designed as a bode equalizer
DE2932419C2 (en) Electrical filter circuit using at least one simulated inductor containing controlled switches, capacitors and amplifiers
DE2934171C2 (en) Active filter circuit acting as a reciprocal resistance X element
DE2806891C2 (en) Filter circuit with a third degree transfer function
DE3048099C2 (en) Active RC filter
DE1541972C3 (en) Electric filter circuit
DE3200615A1 (en) Circuit for simulating an electrical two-terminal network
DE2938506C2 (en) Electrical filter circuit consisting of CTD elements with at least one resonator
EP0858142A1 (en) Power supply
DE2223566B2 (en) Active filter circuit using RC elements and operational amplifiers - uses min. number of components of wide tolerance values connected as four terminal network

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee