Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.06.1975 77540 KI. 21a\9/04 MKP H04j 1/00 Twórcywynalazku: Michal Bialko, Jan Mulawka Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Uklad filtru aktywnego ze wzmacniaczami operacyjnymi, realizujacy bikwadratowa funkcje przenoszenia Przedmiotem wynalazku jest uklad filtru aktywnego ze wzmacniaczami operacyjnymi, realizujacy bikwa- dratowa funkcje przenoszenia o malych czulosciach biegunów. Uklad ten moze byc zastosowany w telegrafii wielokrotnej oraz w rozwiazaniach, w których zachodzi potrzeba oddzielenia czestotliwosci pilotujacej od widma sygnalu uzytecznego.Znane uklady aktywne o malych czulosciach ze wzmacniaczami operacyjnymi, realizujace bikwadratowa funkqe przenoszenia, zawieraja szeregowo polaczony sumator i dwa integratory, przy czym do dodatkowego wejscia sumatora dolaczone jest wyjscie pierwszego integratora i wejscie ukladu, a wyjscie drugiego integratora polaczone jest z wejsciem ujemnym sumatora. Opisane polaczenie stanowi petle ujemnego sprzeznia zwrotoego i decyduje o dobroci biegunów funkcji przenoszenia. Dla zrealizowania zer urojonych funkcji przenoszenia potrzebny jest jeszcze drugi sumator. Wejscie tego sumatora polaczone jest z wyjsciem pierwszego sumatora i drugiegointegratora. , - ' Uklady stanowiace petle ujemnego sprzezenia zwrotnego moga byc polaczone w innej kolejnosci ale wówczas jeden z integratorów pracuje jako sumator i nalezy dodatkowo zastosowac inwertor.Funkcje przenoszenia realizowane za pomoca ukladów, w których wzmacniacze operacyjne pracuja jako sumatory, obarczone sa znacznym bledem. Ponadto stosowanie sumatorów stwarza trudnosci w uzyskaniu zer funkcji przenoszenia polozonych blisko osi urojonej. W wiekszosci znanych realizacji filtru poszczególne wzmacniacze operacyjne nie sa dobrze zrównowazone, poniewaz wartosci opornosci, przez które sterowane sa wejscia wzmacniaczy, znacznie róznia sie od siebie. Niedogodnoscia znanych ukladów jest równiez koniecznosc zastosowania duzej liczby wzmacniaczy operacyjnych, gdyz pracuja one przewaznie z wykorzystaniem jednego wejscia.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu filtru aktywnego ze wzmacniaczami realizujacego bikwadratowa funkcje przenoszenia, który nie posiada opisanych wyzej niedogodnosci znanych rozwiazan.Cel ten zostal osiagniety przez odpowiednie polaczenie dwóch wzmacniaczy operacyjnych. Wejscie nieodwracajace pierwszego wzmacniacza operacyjnego polaczone jest z wejsciem ukladu lub ze srodkiem2 77 540 wejsciowego dzielnika operowego, a wejscie odwracajace polaczone jest ze srodkiem dzielnika zlozonego z opornika i kondensatora. Kondensator ten polaczony jest równiez z masa ukladu, zas opornik jest polaczony ze srodkiem wyjsciowegp dzielnika oporowego lub z wyjsciem ukladu.Wyjscie pierwszego wzmacniacza operacyjnego dolaczone jest przez opornik do wejscia nieodwracajacego drugiego wzmacniacza operacyjnego. Wejscie odwracajace tego wzmacniacza polaczone jest ze srodkiem dzielnika zlozonego z kondensatora i opornika, przy czym opornik polczony jest z masa ukladu, a kondensator z jego wejsciem. Drugi wzmacniacz operacyjny objety jest petla ujemnego sprzezenia zwrotnego, która stanowi równolegle polaczenie opornika z kondensatorem.Zaleta wynalazku jest znaczne uproszczenie ukladu w stosunku do znanych rozwiazan, poniewaz wymaga on uzycia tylko dwóch wzmacniaczy operacyjnych i mniejszej liczby elementów pasywnych. Zmniejszenie liczby elementów skladowych ukladu powoduje zwiekszenie jego niezawodnosci. Ponadto wzmacniacze operacyjne z których zbudowany jest uklad nie pracuja jako sumatory, dzieki temu zera funkcji przenoszenia moga lezec blisko osi urojonej. Wartosci opornosci, przez które sterowane sa wejscia wzmacniaczy operacyjnych, sa do siebie bardzo zblizone, co ma duzy wplyw na dobre zrównowazenie tych wzmacniaczy. Mala wartosc czulosci Jnegunów funkcji przenoszenia charakteryzujaca rozwiazanie wedlug wynalazku uzyskuje sie przez zastosowanie ukladów z nieselektywnym sprzezeniem zwrotnym.Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig.' 1 przedstawia schemat ideowy ukladu filtru aktywnego realizujacego bikwadratowa funkcje przenoszenia, a fig. 2 charakterystyke modulu funkcji przenoszenia.Przedstawiony na fig. 1 uklad filtru aktywnego realizuje napieciowa funkcje przenoszenia wyrazajaca sie wzorem tv(s) = 2 s * d gdzie * stanowi dobroc ukladu, zas d oznacza polozenie zer funkcji przenoszenia na S "¦" xcS ' X c osi urojonej. Wejscie ukladu filtru aktywnego polaczone jest z wejsciowym dzielnikiem oporowym Rt' R2.Srodek tego dzielnika polaczony jest z nieodwracajacym wejsciem pierwszego wzmacniacza operacyjnego Ax przez opornik R3. Wejscie odwracajace pierwszego wzmacniacza Ax polaczone jest ze srodkiem dzielnika zlozonego z opornika R4 i kondensatora Cl9 przy czym kondensator Cj polaczony jest z masa ukladu, a opornik R4 ze srodkiem dzielnika R5, R6 wlaczonego w obwód wyjsciowy ukladu filtru. Pierwszy wzmacniacz operacyjny At objety jest petla ujemnego sprzezenia zwrotnego przez kondensator C2.Wyjscie tego wzmacniacza jest polaczone z nieodwracajacym wejsciem drugiego wzmacniacza operacyjnego A2 poprzez opornik R7. Wejscie odwracajace drugiego wzmacniacza operacyjnego A2 polaczone jest ze srodkiem dzielnika zlozonego z kondensatora C3 i opornika R8, przy czym opornik R8 polaczony jest z masa ukladu, a kondensator C3 z jego wejsciem. W petli ujemnego sprzezenia zwrotnego drugiego wzmacniacza operacyjnego A2 znajduje sie opornik R9 polaczony równolegle z kondensatorem C4.Uklad realizuje dolnoprzepustowa funkcje przenoszenia w przypadku gdy wykorzystuje sie dzielnik wejsciowy Ri, R2 a zwarty jest opornik R5. Natomiast gdy zwarty jest opornik Rj i wykorzystuje sie dzielnik wyjsciowy R5, R6 uklad ten realizuje górnoprzepustowa funkcje przenoszenia. Wartosci elementów pasywnych ukladu okreslaja jednoznacznie parametry d i£ funkcji przenoszenia. Dzieki temu, poprzez zmiane tych elementów, mozna latwo ksztaltowac funkcje prznoszenia ukladu filtru.Krzywe pokazane na fig. 2 przedstawiaja wykresy modulu (tv/$/) charakterystyki przenoszenia ukladu filtru górnoprzepustowego w funkcji czestotliwosci znormalizowanej fn dla róznych wartosci d, przy stalym parametrze £. Filtr, którego modul funkcji przenoszenia przedstawia krzywa 1 posiada parametr d wiekszy niz filtr, którego charakterystyke przedstawia krzywa 2. PL PL