DE2701145A1 - Aktive rc-schaltung mit komplexen pol- und imaginaeren nullstellen - Google Patents

Aktive rc-schaltung mit komplexen pol- und imaginaeren nullstellen

Info

Publication number
DE2701145A1
DE2701145A1 DE19772701145 DE2701145A DE2701145A1 DE 2701145 A1 DE2701145 A1 DE 2701145A1 DE 19772701145 DE19772701145 DE 19772701145 DE 2701145 A DE2701145 A DE 2701145A DE 2701145 A1 DE2701145 A1 DE 2701145A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pole
circuit
amplifier
quadrupole
active
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.)
Withdrawn
Application number
DE19772701145
Other languages
English (en)
Inventor
Volkmar Dr Ing Seidel
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.)
LEIPZIG RFT FERNMELDEWERK
Original Assignee
LEIPZIG RFT FERNMELDEWERK
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 LEIPZIG RFT FERNMELDEWERK filed Critical LEIPZIG RFT FERNMELDEWERK
Publication of DE2701145A1 publication Critical patent/DE2701145A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/04Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1295Parallel-T filters

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

  • Aktive RC-Schaltung mit komplexen Pol- und imaginären Nullstellen
  • Die Erfindung betrifft eine aktive RC-Schaltung, deren Ubertragungs funktion ein komplexes Pol- und ein imaginäres Nullstellenpaar aufweist.
  • Durch Kaskadenschaltung solcher aktiver RC-Schaltungen lassen sich aktive RC-Schaltungen (Filter) höherer Ordnung aufbauen.
  • Die Erfindung kann in der Fernmeldetechnik (Trägerfrequenztechnik.
  • PCM-Technik, Telegrafie) und auch fUr den Stereo-Rundfunk eingesetzt werden.
  • Komplexe Übertragungspole mit geringer Empfindlichkeit werden häufig in der Weise erzeugt, daß ein hochverstärkender invertierender Verstärker über ein RC-Netzwerk, dessen Leerlaufspannungsübersetzungsverhältnis komplexe Nullstellen aufweist, gegengekoppelt ist (Inrersionsschaltung). Dsbei werden die Übertragungsnullstellen des passiven RC-Netzwerkes zu den Übertragungspolen des aktiven Filters.
  • Häufig werden komplexe Pole auch durch Ruckkopplung eines nichtinvertierenden Verstärkers mit der Spannungsübersetzung Zins Uber ein RC-Netzwerk erzeugt (Einsverstärkerschaltung). Eine absolute Stabilität liegt aber nur dann tor wenn durch entsprechende innere Gegenkopplung des Verstärkers die Spannungsübersetzung niemals größer als Eins werden kann.
  • Inversionsschaltungen können / nach Fliege N¢: Entwurf RC-aktiver Filter mit nichtidealem Verstärker; Diss. TH Karlsruhe 1971 / durch Vertauschen des Massebezugspunktes nit der Rückführungsklemme des passiven RC-Netzwerkes (Komplementärtransformation) in Einsverstärkerschaltungen umgewandelt werden. Die Schaltungstransformation gilt streng genommen nur für das polerzeugende Netzwerk ohne Signaleinspeisung.
  • Bei Berücksichtigung der Schaltelemente zur Signaleinspeisung werden die Übertragungspole bei der Komplementärtransformation verändert.
  • Das kann für Filterbausteine, die keine Nullstellen bei endlichen Frequenzen haben, in der Dimensionierung berücksichtigt werden. Bei Schaltungen mit Nullstellen bei endlichen Frequenzen verursacht die Komplementärtransformation eine wesentliche Verschiebung der Pole.
  • Sine Berücksichtigung in der Dimensionierung ist besonders dann schwierig wenn die Übertragungsfunktionen dritten Grades sind.
  • Is ist auch bekannt, komplexe oder imaginäre Nullstellen durch Kettenschaltung eines RC-Vierpols, insbesondere einer Doppel-T-Schaltung, mit dem pol erzeugenden Filterbaustein zu erzielen (Nullfilter).
  • Es ist weiterhin bekannt, ein komplexes Pol- und Nullstellenpaar durch Rückkopplung eines Einsverstärkers über eine Doppel-T-Brücke nach der üblichen Dimensionierung zu erzielen, wobei die Rückkopplung über die Querelemente der Doppel-T-BrUcke erfolgt. Zur Trennung der Pole und Nullstellen wird / nach Mc Vey,P.J.: Effects of amplifier imperfections in a particular RC-active circuit; Proc. IZE, Jan. 1967, So 60 70 / eine weitere Impedanz, bestehend aus ohmschen Elementen und Kapazitäten zum Verstärkereingang parallelgeschaltet.
  • Der Nachteil dieser Schaltungen ist der hohe Bauelementeaufwand, z.B.
  • mindestens 4 Kapazitäten für Tiefpaßanwendungen, und die hohe Empfindlichkeit der Polgüte bei Anderung der aktiven und passiven Schaltungparameter. Um den Schaltungsaufwand herabzusetzen, wurde zur Erzeugung eines komplexen Pol- und Nullstellenpaares / in Gensel, J., Meißner, R., Seidel, V.s Aktive RC-Schaltung mit biquadratischer Charakteristik; DL-VP 82 173 Kl. 21 g, 34 / vorgeschlagen, eine RC-Doppel-T-Brücke, die durch einen zusätzlichen Widerstand modifiziert wurde, mit einem invertierenden Verstärker in Schleife zu schalten, wobei die Signalspannung an der einen Klemme und die Verstärkerausgangsspannung an der anderen Klemme dieses Widerstandes eingekoppelt wird. Solche Schaltungen können insbesondere mit nur drei frequenzbestimmenden Kapazitäten und einen aufwandsarmen invertierenden Verstärker auf imaginäre Nullstellen dimensioniert werden.
  • Nachteiligerweise wird dadurch die Polgüte vermindert, so daß diese Schaltungen einen höheren Verstärkungsgrad erfordern als Schaltungen zweiten Grades. Ein weiterer Nachteil dieser Schaltungen besteht darin, daß sie nur mit einem invertierenden Verstärker betrieben werden können.
  • Das bedeutet, daß die Leerlaufverstärkung nur in großen Sprüngen entsprechend der Stufenzahl 1. 3, 5 geändert werden kann. Dadurch wird eine optimale Ausnutzung der Verstärkung bei unterschiedlichen PolgUten der Filterbausteine unmöglich.
  • Ziel der Erfindung ist s, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln die eine geringe erforderliche Verstärkung bei hoher PolgUte, eine optimale Anpassung des Verstärkers an die geforderte PolgUte und eine ökonomisch günstige Lösung bei Schaltungen mit Mehrfachrückkopplung gewährleistet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Schaltungsanordnung anzugeben, die eine unmittelbare Verwendung von invertierenden oder nichtinvertierenden Verstärkern bei weitgehender Beibehaltung der Schaltungsstruktur und der Dimensionierung ermöglicht. Dabei soll die Polgüte bei Verwendung einer dritten Kapazität zur Erzeugung imaginärer Nullstellen nicht vermindert werden, wodurch eine optimale Ausnutzung der Leerlaufverstärkung erreicht werden soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die aus einer Kettenschaltung eines Vierpols mit durchgehender Erde, der imaginäre Nullstellen aufweist und eines invertierenden Verstärkers bestehende aktive RC-Schaltung so geschaltet ist, daß der eingang des Vierpols Ober einen ersten Zweipol mit dei Schaltungseingang und der Ausgang des invertierenden Verstärkers, der gleichzeitigm Schaltungsausgang ist, sowohl Ober einen zweiten Zweipol mit dem Vierpoleingang als auch Ober einen dritten Zweipol mit einem inneren Knoten des Vierpols verbunden ist.
  • In Abwandlung des Erfindungsgedankens kann die Schaltung auch so aufgebaut werden, daß die bisherige durchgehende Borde des Vierpols mit des Verstärkerausgang, der gleichzeitig Schaltungsausgang ist verbunden wird und der bisher mit dem Verstärkerausgang und dem inneren Knoten des Vierpols verbundene dritte Zweipol nunmehr von inneren Knoten des Vierpole an den Massebezugspunkt des Verstärkers geführt wird wobei statt des invertierenden Verstärkers ein nichtinvertierender Verstärker (Einsverstärker) eingesetzt wird und wo ferner der zwischen Schaltungseingang und Vierpoleingang befindliche erste Zweipol und der rom Schaltungsausgang ebenfalls zum Vierpol führende zweite Zweipol miteinander vertauscht werden.
  • Die erfindungsgemäße Einsverstärkervariante kann auch dahin abgewandelt werden daß in dieser der erste Zweipol nicht vorhanden ist.
  • Ein weitere erfindungsgemaße Variante besteht darin, daß der Vierpol aus einer Doppel-T-Brücke besteht und die Zweipole ohmsche Widerstände sind.
  • Schließlich kann die Einsverstärkervariante erfindungsgemäß noch so weiterentwickelt werden, daß der nichtinvertierende Verstärker einseitig gespeist wird und am Schaltungseingang ein der Arbeitspunkteinstellung dienender Spannungsteiler angeordnet wird.
  • Die Erfindung soll an den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: Figur 1: Grundstruktur der Inversionsvariante Figur 2: Grundstruktur der Einsverstärkervariante Figur 3: Ausführungsbeispiel zur Inversionsvariante Figur 4: Ausführungsbeispiel zur Einsverstärkervariante.
  • Figur 1 zeigt die Grundstruktur der Invasionsvariante der erfindungsgemäßen Schaltung. Die Signalspannung wird über den Schaltungseingang 1 und einen ersten Zweipol 5 an den Eingang des Vierpols 2 gilt. Der Vierpol 2 mit durchgehender Erde 8 ist mit dem invertierenden Verstärker 3 in Kette geschaltet, wobei der Verstärkerausgang, der gleichzeitig Schaltungsausgang 4 ist, über einen dritten Zweipol 7 mit einem inneren Knoten 11 des Vierpols und über einen zweiten Zweipol 6 mit dem Vierpoleingang verbunden ist.
  • Für die Leerlaufspannungsübersetzung gilt bei nach unendlich strebendem Verstärkungsfaktor -y5 y31' U2/U1 = F(p) = y3 y31' + yf y32' Darin bedeuten: U1 = Eingangsspannung U2 = Ausgangsspannung y5 = Admittanz des ersten Zweipols 5 y3 = Admittanz des zweiten Zweipols 6 yf = Admittanz des dritten Zweipols 7 y31' = Transferadmittanz bei Erdung des Schaltungsausganges 4, vom V@@@@@@@@@@@@@ @@@ @@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ Vierpoleingang zum Vierpolausgang betrachtet y32' = Transferadmittanz vom inneren Knoten 11 des Vierpols zu Vierpolausgang betrachtet, bei Erdung der dem Vierpol abgewandten Klemme des ersten und zweiten Zweipols 5 und 6.
  • Figur 2 zeigt die Einsverstärkervariante. sie kann aus der Figur 1 abgeleitet werden, indem der invertierende Verstärker 3 durch einen nichtinvertierenden Einsverstärker 9 ersetzt wira, die dem Vierpol 2 abgewandte Klemme des ersten Zweipols 5 und die bisherige durchgehende Erde 8 des Vierpoln mit dem Verstarkerausgang 4 und die aem Vierpol abgewandte älemme des dritten Zweipols 7 mit dem Massebezugspunkt 10 des Verstärkers verbunden wird. Das Signal wird nunmehr über den achaltungseingang 1 und den zweiten Zweipol 6 in Üen Vierpol eingespeist. Die Leerlaufspannungsübersetzung für die Schaltungsanordnung nach Figur 2, bei einem Verstärkungsfaktor v mit v = 1, lautet: y3 y31' U2/U1 = y3 y31' + yf y32' Die Pole und die Nullstellen dieser Schaltungsvariante sind die gleichen wie bei der Schaltung nach Figur 1. Da die Admittanz des ersten Zweipols 5 nur in y31' und im y32' eingeht, ist es bei einigen speziellen Schaltungen vorteilhaft, diese so zu dimensionieren, daß der erste Zweipol 5 ganz entfallen kann.
  • Figur 3 zeigt ein Austührungsbeispiel zur Inversionsvariante. Der gestrichelt gezeichnete Schaltungsteil stellt eine die Pole und Nullstellen erzeugende Doppel-T-BrUcke dar, die Ober die ersten beiden als ohmsche Widerstände ausgebildeten Zweipole 5 und 6 sowohl mit das Schaltungseingang 1 als auch mit dem Schaltungsausgang 4 verbunden ist.
  • Der ebenfalls als ohmscher Viderstand ausgebildete dritte Zweipol 7 bewirkt eine Trennung der Pole von den Nullstellen Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Einsverstärkervariante. Hierbei wird der Einsverstärker als Operationsverstärker mit vollständiger Gegenkopplung der Ausgangsspannung auf den Minuseingang ausgebildet.

Claims (5)

  1. Patentansprüche 1. Aktive RC-Schaltung mit komplexen Pol- und imaginären Nullstellen, - die aus einer Kettenschaltung eines Vierpols mit durchgehender Erde, der imaginäre Nullstellen aufweist, und einen invertierenden Verstärker besteht, dadurch gekennzeichnet. daß der Eingang des Vierpols (2) Uber einen ersten Zweipol (5) mit den Schaltungseingang (1) und der Ausgang (4) des invertierenden Verstärkers (3), der gleichzeitig Schaltungsausgang ist sowohl Uber einen zweiten Zweipol (6) iit des Vierpoleingang als auch Uber einen dritten Zweipol (7) mit einem inneren Knoten (11) des Vierpols verbunden ist.
  2. 2. Aktive RC-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bisherige durchgehende Erde (8) des Vierpols nit den Verstärkerausgange der gleichzeitig Schaltungsausgang ist verbunden ist und der bisher mit dem Verstärkerausgang und dem inneren Knoten des Vierpols verbundene dritte Zweipol (7) nunmehr vom inneren Knoten des Vierpols an den Massebezugspunkt (10) des Verstärkers führt, wobei statt des invertierenden Verstärkers ein nichtinvertierender Verstärker (Einsverstärker) (9) eingesetzt ist und vo ferner der zwischen Schaltungseingang und Vierpoleingag befindliche erste Zweipol (5) und der von Schaltungsausgang ebenfalls zum Vierpol führende zweite Zweipol (6) miteinander vertauscht sind.
  3. 3. Aktive RC-Schaltuag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser der erste Zweipol (5) nicht vorhanden ist.
  4. 4. Aktive BC-Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vierpol aus einer Doppel-T-Brücke besteht und die Zweipole ohmsche Widerstände sind.
  5. 5. Aktive RC-Schaltung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtinvertierende Verstärker einseitig gespeist ist und am Schaltungseingang ein der Arbeitspunkteinstellung dienender Spannungsteiler angeordnet ist.
DE19772701145 1976-03-18 1977-01-13 Aktive rc-schaltung mit komplexen pol- und imaginaeren nullstellen Withdrawn DE2701145A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD19190576A DD125661A1 (de) 1976-03-18 1976-03-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2701145A1 true DE2701145A1 (de) 1977-09-29

Family

ID=5503956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772701145 Withdrawn DE2701145A1 (de) 1976-03-18 1977-01-13 Aktive rc-schaltung mit komplexen pol- und imaginaeren nullstellen

Country Status (6)

Country Link
BG (1) BG33423A1 (de)
CS (1) CS195024B1 (de)
DD (1) DD125661A1 (de)
DE (1) DE2701145A1 (de)
GR (1) GR59748B (de)
HU (1) HU175463B (de)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AEÜ, 1974, Bd.28, H.7/8, S.288-296 *
Nachrichtentechnik-Elektronik, 1973, Nr.23, S.10-13 *
Nachrichtentechnik-Elektronik, 1974, H.5, S.179-182 *
NTZ, 1974, H.5, S.171-175 *

Also Published As

Publication number Publication date
CS195024B1 (en) 1980-01-31
BG33423A1 (en) 1983-02-15
GR59748B (en) 1978-02-25
DD125661A1 (de) 1977-05-11
HU175463B (hu) 1980-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3022252C2 (de) Elektrische Filterschaltung zur Verarbeitung analoger Abtastsignale
DE2555835B2 (de) Filterschaltung für elektrische Wellen, bestehend aus elektronischen Leitungen
DE3614042C2 (de)
DE3032661C2 (de)
DE2601193B2 (de) Breitband-Transistorverstärker
DE2938544A1 (de) Operationsverstaerker in ig-fet-technologie
DE2701145A1 (de) Aktive rc-schaltung mit komplexen pol- und imaginaeren nullstellen
DE1487577A1 (de) Zeitmultiplex-Gabel mit zweiseitig gerichteter Verstaerkung
DE3113371C2 (de) Wellendigitalfilter
DE2933667C3 (de) Verlustbehafteter Abtastintegrator mit elektronischen Schaltern. insbesondere zur Realisierung getakteter aktiver Filterschaltungen
DE2608431B2 (de) Aus zwei allpassgliedern erster ordnung gebildete spulenlose filterschaltung
DE2714154C3 (de)
DE3149480C2 (de) Aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Filterschaltung
DE1928514C3 (de) Integrierbarer aktiver RC-Filtervierpol für Geräte und Einrichtungen der elektrischen Nachrichten-, Meß- und Datenverarbeitungstechnik
DE2608401C3 (de) Aus zwei Integratoren gebildete spulenlose Filterschaltungen
DE2933643C2 (de) Abtastintegrator mit elektronischen Schaltern, insbesondere zur Realisierung getakteter aktiver Filterschaltungen
DE2613106C3 (de) Spulenlose Filterschaltung
DE2615863A1 (de) Elektrischer transformator bestehend aus einem aktiven vierpol
DE2618060C2 (de)
DE3244674C2 (de) Schaltung für die Erzeugung von gegenseitig um 90° phasenverschobenen Hochfrequenzsignalen
DE3417838C2 (de) Vierpolnetzwerk mit abschnittsweise unterschiedlicher konstanter Dämpfung
DE2808604B2 (de)
DE1928515A1 (de) Integrierbarer RC-Filtervierpol fuer Geraete und Einrichtungen der elektrischen Nachrichten-,Mess- und Datenverarbeitungstechnik
DE1947571A1 (de) UEber mehrere Stufen gegengekoppelter Differenzverstaerker
DE2320383A1 (de) Aktive rc-schaltung mit biquadratischer charakteristik

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee