DE3525201A1 - Aktive tiefpassfilterschaltung - Google Patents
Aktive tiefpassfilterschaltungInfo
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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
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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Description
-
- Die Erfindung bezieht sich auf eine aktive Tiefpaßfilter-
- schaltung.
- Bei bekannten derartigen Schaltungen werden analoge oder getaktete Aktivfilter verwendet; bei letzteren wird die Filtercharakteristik mit Hilfe einer Taktfrequenz verändert. Diese Filter haben den Nachteil, daß an ihrem Ausgang eine Gleichspannung (Offsetspannung) entsteht, die in konkreten Schaltungen durch einen bauteil spezifischen Abgleich wegkompensiert werden müssen, wodurch ein hoher Arbeitsaufwand erforderlich wird.
- Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine aktive Tiefpaßfilterschaltung mit stark reduzierter Offsetspannung vorzuschlagen.
- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in Serie zu einem aktiven Tiefpaßfilter ein Hochpaßfilter geschaltet ist, dessen Ausgang mit einem Eingang einer Summierschaltung verbunden ist und der Eingang des aktiven Tiefpaßfilters über ein Tiefpaßfilter mit dem zweiten Eingang der Summierschaltung verbunden ist, wobei die beiden Filter komplementär zueinander ausgebildet sind und ein Weichenfilter bilden, und wobei die Offsetspannung dieser beiden Filter wesentlich kleiner als die Offsetspannung des aktiven Tiefpaßfilters ist, bzw. Null beträgt.
- Durch das dem aktiven Tiefpaßfilter nachgeschaltete Hochpaßfilter wird die Gleichspannungskomponente abgeblockt. Allerdings gehen durch das nachgeschaltete Hochpaßfilter Frequenzanteile verloren. Diese gelangen jedoch über das im Nebenschluß zum aktiven Tiefpaßfilter geschaltete Tiefpaßfilter zu der Summierschaltung, wodurch an deren Ausgang wieder die Charakteristik des aktiven Tiefpaßfilters jedoch ohne bzw. mit geringem Offsetspannungsanteil abnehmbar ist.
- Die beiden mit dem Ausgang bzw. dem Eingang des aktiven Tiefpaßfilters verbundenen Filter, nämlich das HochpaB- und das Tiefpaßfilter können als passive Filterschaltung realisiert sein, so daß deren Offsetspannung überhaupt Null ist. Diese Filter können aber auch unter Verwendung von Operationsverstärkern realisiert sein, jedoch muß dann deren Offsetspannung gegenüber jener des aktiven Tiefpaßfilters wesentlich kleiner sein, vorzugsweise mit dieser in einem Verhältnis von mindestens 1 : 50 stehen.
- Besonders günstig ist es, wenn das Hochpaßfilter eine Grenzfrequenz besitzt, welche wesentlich kleiner als die Grenzfrequenz des aktiven Tiefpaßfilters, vorzugsweise mit dieser in einem Verhältnis steht, das mindestens 1 : 10 beträgt.
- Weiters hat es sich als Vorteil erwiesen, wenn die Dämpfung des Tiefpaßfilters wesentlich größer als die Dämpfung des aktiven Tiefpaßfilters im Sperrbereich ist, wobei vorzugsweise das Verhältnis der Dämpfung des Tiefpaßfilters zur Dämpfung des aktiven Tiefpaßfilters mindestens 2 : 1 beträgt.
- Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.
- Dabei zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit passiven Hoch- und Tiefpaß filtern und Fig. 2 ein solches, bei dem die Hoch- und Tiefpaßfilter unter Verwendung von Operationsverstärkern realisiert sind.
- Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das aktive Tiefpaßfilter 1 durch ein getaktetes Kondensator-Filter gebildet, das von einem Taktgenerator 2 gesteuert ist. An den Ausgang des aktiven Tiefpaßfilters 1 ist ein passives Hochpaßfilter 3 angeschlossen, das vorzugsweise eine Grenzfrequenz besitzt, welche wesentlich kleiner als die Grenzfrequenz des aktiven Tiefpaßfilters ist. Bevorzugt soll sie mit dieser Grenzfrequenz des aktiven Tiefpaßfilters in einem Verhältnis stehen, das mindestens 1 : 10 beträgt. Dieses Hochpaßfilter 3 ist an einen Eingang einer Summierschaltung 4 angeschlossen.
- Das Hochpaßfilter 3 blockt die Gleichspannungsanteile des Ausgangssignals des aktiven Tiefpaßfilters 1 ab.
- An den Eingang des aktiven Tiefpaßfilters 1 ist ein passives Tiefpaßfilter 5 angeschlossen, dessen Ausgang an den zweiten Eingang der Summierschaltung 4 angeschlossen ist.
- Die beiden Filter 3 und 5 sind einander komplementär ausgebildet. Dadurch gelangen jene Fre-quenzteile des Ausgangssignals des aktiven Tiefpaßfilters 1, die von dem Hochpaßfilter 3 unterdrückt werden, über das Tiefpaßfilter 5 zu der Summierschaltung 4 und umgekehrt, sodaß am Ausgang der Summierschaltung 4, die Charakteristik des aktiven Tiefpaßfilter 1 abnehmbar ist. Praktisch bilden die beiden passiven Filter 3 und 5 ein Weichenfilter.
- Wesentlich für die Auslegung der aktiven Tiefpaßfilterschaltung list, daß die Dämpfung des Tiefpaßfilters 5 wesentlich größer ist als die Dämpfung des aktiven Tiefpaßfilters 1 im Sperrbereich ist. Bevorzugt soll das Verhältnis dieser beiden Dämpfungen mindestens 2 : 1 betragen. Außerdem müssen die Grenzfrequenzen der Filter 3 und 5 so gewählt sein, daß hinsichtlich der Durchgangsdämpfung keine Lücken entstehen und diese Filter ein Weichenfilter bilden.
- Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als aktives Tiefpaßfilter ein getaktetes Kondensator-Filter vorgesehen, es kann aber auch jedes andere aktive Tiefpaßfilter verwendet werden. Die beiden Filter 3 und 5, nämlich das Hochpaß- und das Tiefpaßfilter können, wie aus Fig. 1 ersichtlich, als passive Filterschaltungen realisiert sein, so daß deren Offsetspannung überhaupt Null ist. Diese Filter können aber auch unter Verwendung von Operationsverstärkern realisiert sein, jedoch muß dann deren Offsetspannung gegenüber jener des aktiven Tiefpaßfilters 1 wesentlich kleiner sein. Bevorzugt soll das Verhältnis dieser Offsetspannungen mindestens 1 : 50 betragen. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 2.
- Bei dieser ist ebenfalls ein aktives Tiefpaßfilter 1, z.B.
- ein getaktetes Kondensatorfilter vorgesehen, das von einem Taktgenerator 2 gesteuert ist. An dem Ausgang dieses aktiven Tiefpaßfilters 1 ist ein Hochpaßfilter 3' angeschlossen, das seinerseits an einen Eingang der Summierschaltung 4 angeschlossen ist.
- In der gleichen Weise wie bei der AusführungsEorm nach Fig. 1 ist der Eingang des aktiven Tiefpaßfilters 1 mit einem Tiefpaßfilter 5' verbunden, das mit dem zweiten Eingang der Summierschaltung 4 verbunden ist.
- Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist das Hochpaßfilter 3' eine aus dem Kondensator 30 und dem Widerstand 32 bestehende Serienschaltung auf, die mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 33 und dem Eingang des Hochpaßfiters 3' verbunden ist. Dieser Operationsverstärker 33 weist eine durch den Widerstand 34 gebildete Rückkopplung auf.
- Das Tiefpaßfilter 5' weist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ebenfalls einen Operationsverstärker 53 auf, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand 52 mit dem Eingang des aktiven Tiefpaßfilters 1 verbunden ist. Dieser Operationsverstärker 53 weist einen aus einer Parallelschaltung,aus einem Kondensator 51 und einem Widerstand 54 gebildeten Rückkopplungskreis auf.
- Durch entsprechende Dimensionierung der Kondensatoren 31 bzw.
- 51 und der Widerstände 32, 34 bzw. 52, 54 können die Charakteristika dieser beiden Filter leicht derart aufeinander abgestimmt werden, da sie ein Weichenfilter bilde n. Außerdem läßt sich dadurch auch die Grenzfrequenz des Hochpaßfilters 3'-so festlegen, daß sich die Grenzfrequenz dieses Filters zu jener des aktiven Tiefpaßfilters mindestens wie 1 : 10 verhält.
- Überdies kann dabei auch die Dämpfung des Tiefpaßfilters 5' Werte bringen, die mindestens das Doppelte des Wertes der Dämpfung des aktiven Tiefpaßfilters im Sperrbereich betragen.
- Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden die Gleichspannungsanteile des Ausgangssignals des aktiven Tiefpaßfilters 1 durch den Kondensator 31 des Hochpaßfilters 3' abgeblockt.
- Durch die Operationsverstärker 33 und 53 treten zwar Offsetspannungen auf, doch können diese ohne besondere Schaltungsnaßnaheen auf Werte gebracht werden, die wesentlich unter jenen des aktiven Tiefpaßfilters 1 liegen. So ist ohne weiteres ein Verhältnis der Offsetspannungen der Filter 3', 5' zu jenen des aktiven Tiefpaßfilters 1 von 1 : 50 erreichbar, - Leerseite -
Claims (5)
- Titel: Aktive Tiefpaßfilterschaitung Patentansprüche: 1. Aktive Tiefpaßfilterschaltung, d a d u r c h g e k e n n t z e i c h n e t , daß in Serie zu einem aktiven Tiefpaßfilter (1) ein Hochpaßfilter (3) geschaltet ist, dessen Ausgang mit einem Eingang einer Summierschaltung (4) verbunden ist, und der Eingang des aktiven Tiefpaßfilters (1) über ein Tiefpaßfilter (5) mit dem zweiten Eingang der Summierschaltung (4) verbunden ist, wobei die beiden Filter (3,5) komplementär zueinander ausgebildet sind und ein Weichenfilter bilden, und wobei die Offsetspannungen dieser beiden Filter (3,5) wesentlich kleiner als die Offsetspannung des aktiven Tiefpaßfilters (1) ist, bzw. Null beträgt.
- 2. Aktive Tiefpaßfilterschaltung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Hochpaßfilter (3) eine Grenzfrequenz besitzt, welche wesentlich kleiner als die Grenzfrequenz des aktiven Tiefpaßfilters (1) ist.
- 3. Aktive Tiefpaßfilterschaltung nach Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t E daß das Verhältnis von Grenzfrequenz des Hochpaßfilters (3) zur Grenzfrequenz des aktiven Tiefpaßfilters (1) mindestens 1 : 10 beträgt.
- 4. Aktive Tiefpaßfilterschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dämpfung des Tiefpaßfilters (5) wesentlich größer als die Dämpfung des aktiven Tiefpaßfilters (1) im Sperrbereich ist.
- 5. Aktive Tiefpaßfilterschaltung nach Anspruch 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Dämpfung des Tiefpaßfilters (5) zur Dämpfung des aktiven Tiefpaßfilters (1) mindestens 2 : 1 beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT241184A AT383919B (de) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | Aus mehreren filtern zusammengesetzte aktive tiefpassfilterschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3525201A1 true DE3525201A1 (de) | 1986-01-30 |
Family
ID=3533865
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19853525201 Withdrawn DE3525201A1 (de) | 1984-07-25 | 1985-07-15 | Aktive tiefpassfilterschaltung |
Country Status (3)
Country | Link |
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AT (1) | AT383919B (de) |
CH (1) | CH668519A5 (de) |
DE (1) | DE3525201A1 (de) |
Cited By (4)
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FR2622068A1 (fr) * | 1987-10-16 | 1989-04-21 | Saviphar Sarl | Filtre analogique, en particulier pour appareil de mesure electronique |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH668519A5 (de) | 1988-12-30 |
ATA241184A (de) | 1987-01-15 |
AT383919B (de) | 1987-09-10 |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |