RU202468U1 - Tunable active amplitude RC corrector - Google Patents
Tunable active amplitude RC corrector Download PDFInfo
- Publication number
- RU202468U1 RU202468U1 RU2020133756U RU2020133756U RU202468U1 RU 202468 U1 RU202468 U1 RU 202468U1 RU 2020133756 U RU2020133756 U RU 2020133756U RU 2020133756 U RU2020133756 U RU 2020133756U RU 202468 U1 RU202468 U1 RU 202468U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrector
- operational amplifier
- terminals
- inverting input
- potentiometer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
-
- 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
-
- 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
- H03H11/1252—Two integrator-loop-filters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/04—Control of transmission; Equalising
- H04B3/14—Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used
- H04B3/141—Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used using multiequalisers, e.g. bump, cosine, Bode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор относится к радиотехнике, приборостроению и системам связи.Задачей полезной модели является расширение технических возможностей измерительной аппаратуры за счет осуществления в перестраиваемом активном амплитудном RC-корректоре изменения в широких пределах усиления и ослабления коэффициента передачи, а также независимой перестройки основных регулировочных параметров.Технический результат заключается в использовании независимой перестройки в широких пределах коэффициента передачи, резонансной частоты, полюсной добротности перестраиваемого активного амплитудного RC-корректора, расширение диапазона рабочих частот и повышение стабильности параметров.Полезная модель содержит пять операционных усилителей, два потенциометра, одиннадцать резисторов и два конденсатора, причем первые выводы первого резистора и первого конденсатора соединены с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами третьего и первого операционных усилителей, соответственно, первые выводы второго резистора и второго конденсатора соединены с инвертирующим входом второго операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами первого и второго операционных усилителей, соответственно, первый потенциометр подключен к выходам второго и третьего операционных усилителей, а отвод первого потенциометра соединен с инвертирующем входом первого операционного усилителя, первый вывод третьего резистора соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, а его второй вывод и неинвертирующие входы первого, второго, четвертого и пятого операционных усилителей подключены к общей базе корректора, первые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов соединены с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, а их вторые выводы - с общей базой корректора и выходами четвертого и первого операционных усилителей, соответственно, первые выводы седьмого и восьмого резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами четвертого и первого операционных усилителей, соответственно, первые выводы девятого, десятого и одиннадцатого резисторов соединены с неинвертирующим входом пятого операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами первого, пятого, четвертого и входом корректора, соответственно, второй потенциометр подключен ко входу корректора и выходу пятого операционного усилителя, а отвод второго потенциометра соединен с неинвертирующим входом четвертого операционного усилителя, выход пятого операционного усилителя подключен к выходу корректора.The tunable active amplitude RC corrector refers to radio engineering, instrumentation and communication systems. The task of the utility model is to expand the technical capabilities of the measuring equipment due to the implementation in the tunable active amplitude RC corrector of changes within wide ranges of gain and attenuation of the transmission coefficient, as well as independent tuning of the main control The technical result consists in the use of independent tuning within a wide range of the transmission coefficient, resonant frequency, pole Q-factor of a tunable active amplitude RC corrector, expanding the operating frequency range and increasing the stability of parameters. The useful model contains five operational amplifiers, two potentiometers, eleven resistors and two capacitor, and the first terminals of the first resistor and the first capacitor are connected to the inverting input of the first operational amplifier, and their second terminals are connected to the outputs of the third and first operational amplifiers, respectively, the first terminals of the second resistor and the second capacitor are connected to the inverting input of the second operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the first and second operational amplifiers, respectively, the first potentiometer is connected to the outputs of the second and third operational amplifiers, and the tap of the first potentiometer connected to the inverting input of the first operational amplifier, the first terminal of the third resistor is connected to the inverting input of the third operational amplifier, and its second terminal and non-inverting inputs of the first, second, fourth and fifth operational amplifiers are connected to the common base of the equalizer, the first terminals of the fourth, fifth and sixth resistors connected to the non-inverting input of the third operational amplifier, and their second terminals - to the common base of the corrector and the outputs of the fourth and first operational amplifiers, respectively, the first terminals of the seventh and eighth resistors are connected to the inverting input of the fourth o operational amplifier, and their second terminals - with the outputs of the fourth and first operational amplifiers, respectively, the first terminals of the ninth, tenth and eleventh resistors are connected to the non-inverting input of the fifth operational amplifier, and their second terminals - to the outputs of the first, fifth, fourth and the input of the corrector , respectively, the second potentiometer is connected to the input of the corrector and the output of the fifth operational amplifier, and the tap of the second potentiometer is connected to the non-inverting input of the fourth operational amplifier, the output of the fifth operational amplifier is connected to the output of the corrector.
Description
Перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор относится к радиотехнике, приборостроению, системам связи и может использоваться в микроэлектронных селективных узлах радиоэлектронных устройств, измерительной и биомедицинской аппаратурах для усиления и ослабления электрических сигналов на различных частотах.A tunable active amplitude RC corrector refers to radio engineering, instrumentation, communication systems and can be used in selective microelectronic units of radio electronic devices, measuring and biomedical equipment to amplify and attenuate electrical signals at various frequencies.
В литературе описаны различные перестраиваемые активные амплитудные RC-корректоры. Как правило, схемы этих корректоров отличаются большой сложностью, т.к. содержат большое число усилителей и RC-элементов.Various tunable active amplitude RC correctors are described in the literature. As a rule, the schemes of these correctors are very complex, since contain a large number of amplifiers and RC elements.
Известна схема амплитудного корректора (А.Ю. Демин. ARC-корректор амплитудно-частотных искажений / Авторское свидетельство №1837382, опубл. 30.08.93. Бюл. №32), содержащая операционный усилитель, шесть резисторов и два конденсатора, причем первые выводы первого, второго и третьего резисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, а их вторые выводы ко входу корректора, выходу операционного усилителя и общей шине, соответственно, первые выводы четвертого и пятого резисторов подключены ко второму выводу первого конденсатора, а их вторые выводы ко входу корректора и к выходу операционного усилителя, соответственно, первые выводы шестого резистора и второго конденсаторов подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя и второму выводу первого конденсатора, а их вторые выводы к общей шине, выходом фильтра является вывод операционного усилителя. Недостатком данного технического решения является невозможность независимой перестройки резонансной частоты без изменения добротности и коэффициента передачи устройства.Known amplitude corrector circuit (A.Yu.Demin. ARC-corrector of amplitude-frequency distortion / Inventor's certificate No. 1837382, publ. 30.08.93. Bulletin No. 32), containing an operational amplifier, six resistors and two capacitors, with the first conclusions of the first , the second and third resistors are connected to the inverting input of the operational amplifier, and their second terminals to the input of the corrector, the output of the operational amplifier and the common bus, respectively, the first terminals of the fourth and fifth resistors are connected to the second terminal of the first capacitor, and their second terminals to the input of the corrector and to the output of the operational amplifier, respectively, the first terminals of the sixth resistor and the second capacitors are connected to the non-inverting input of the operational amplifier and the second terminal of the first capacitor, and their second terminals to the common bus, the output of the filter is the terminal of the operational amplifier. The disadvantage of this technical solution is the impossibility of independent tuning of the resonant frequency without changing the quality factor and the transfer coefficient of the device.
Известна схема активного амплитудного RC-корректора (US №3743957, опубл. 03.07.1973), содержащая первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, потенциометр, девять резисторов и два конденсатора, причем первые выводы первого, второго резисторов и первого конденсатора подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а их вторые выводы - ко входу схемы, к выходам первого и третьего операционных усилителей и, соответственно, первые выводы пятого резистора, второго конденсатора и шестого резистора подключены к инвертирующему входу второго операционного усилителя, а их вторые выводы - к выходам первого и второго операционных усилителей и к отводу потенциометра, соответственно, первые выводы третьего, седьмого и четвертого резисторов подключены к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, а их вторые выводы - к выходам второго и третьего операционных усилителей и ко входу схемы, соответственно, выводы потенциометра подключены ко входу схемы и выходу четвертого операционного усилителя, первые выводы восьмого, девятого резисторов подключены к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя, а их вторые выводы - к выходам третьего и четвертого операционных усилителей, соответственно, неинвертирующие входы первого, второго, третьего и четвертого операционных усилителей подключены к общей шине. Недостатком данного технического решения является невозможность осуществления фильтрации сигналов от помех на резонансных частотах, т.е. обеспечения коэффициента передачи корректора на этих частотах равного нулю.A known circuit of an active amplitude RC-corrector (US No. 3743957, publ. 03.07.1973), containing the first, second, third and fourth operational amplifiers, a potentiometer, nine resistors and two capacitors, and the first terminals of the first, second resistors and the first capacitor are connected to the inverting input of the first operational amplifier, and their second terminals to the input of the circuit, to the outputs of the first and third operational amplifiers and, accordingly, the first terminals of the fifth resistor, second capacitor and sixth resistor are connected to the inverting input of the second operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the first and second operational amplifiers and to the potentiometer tap, respectively, the first terminals of the third, seventh and fourth resistors are connected to the inverting input of the third operational amplifier, and their second terminals are connected to the outputs of the second and third operational amplifiers and to the circuit input, respectively, the potentiometer terminals connected to the circuit input and output of the fourth operational amplifier, the first terminals of the eighth, ninth resistors are connected to the inverting input of the fourth operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the third and fourth operational amplifiers, respectively, the non-inverting inputs of the first, second, third and fourth operational amplifiers are connected to the common bus. The disadvantage of this technical solution is the impossibility of filtering signals from interference at resonant frequencies, i.e. ensuring the transmission coefficient of the equalizer at these frequencies is equal to zero.
Наиболее близким по технической сущности прототипом перестраиваемого активного амплитудного RC-корректора является схема амплитудного корректора (Ю.М. Иншаков, А.В. Белов Перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор / Патент №168065, опубл. 17.01.2017), содержащая первый, второй и третий операционные усилители, потенциометр, пять резисторов и два конденсатора, причем первые выводы первого резистора и первого конденсатора подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а их вторые выводы - к выходам третьего и первого операционных усилителей соответственно, первые выводы второго резистора и второго конденсатора подключены к инвертирующему входу второго операционного усилителя, а их вторые выводы - к выходам первого и второго операционных усилителей соответственно, первые выводы третьего и четвертого резисторов подключены к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, а их вторые выводы - к выходам второго и третьего операционных усилителей соответственно, первый вывод пятого резистора подключен к отводу потенциометра, а его второй вывод - к инвертирующему входу второго операционного усилителя выводы потенциометра подключены к общей базе и выходу второго операционного усилителя, выход корректора подключен к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующие входы первого, второго и третьего операционных усилителей подключены ко входу корректора.The closest in technical essence prototype of a tunable active amplitude RC-corrector is an amplitude corrector circuit (Yu.M. Inshakov, A.V. Belov Tunable active amplitude RC-corrector / Patent No. 168065, publ. 01/17/2017), containing the first, second and the third operational amplifiers, a potentiometer, five resistors and two capacitors, the first terminals of the first resistor and the first capacitor being connected to the inverting input of the first operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the third and first operational amplifiers, respectively, the first terminals of the second resistor and the second capacitor connected to the inverting input of the second operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the first and second operational amplifiers, respectively, the first terminals of the third and fourth resistors are connected to the inverting input of the third operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the second and third operational amplifiers, respectively o, the first terminal of the fifth resistor is connected to the output of the potentiometer, and its second output is connected to the inverting input of the second operational amplifier, the outputs of the potentiometer are connected to the common base and the output of the second operational amplifier, the output of the corrector is connected to the output of the second operational amplifier, non-inverting inputs of the first, second and third operational amplifiers are connected to the input of the corrector.
Передаточная функция активного амплитудного RC-корректора имеет вид:The transfer function of the active amplitude RC-corrector has the form:
где Where
- резонансные частоты нулей и полюсов; - resonant frequencies of zeros and poles;
- добротность комплексных нулей; - quality factor of complex zeros;
- полюсная добротность; - pole quality factor;
- резонансные частоты нулей и полюсов; - resonant frequencies of zeros and poles;
δ=(R3/R6) - коэффициент перестройки корректора по частоте;δ = (R 3 / R 6 ) - frequency adjustment factor of the corrector;
R6=(R a +Rb) - полное сопротивление потенциометра;R 6 = (R a + R b ) - potentiometer impedance;
R a =βR6, Rb=(1-β)R6 - отдельные сопротивления потенциометра;R a = βR 6 , R b = (1-β) R 6 - individual resistances of the potentiometer;
β - коэффициент перестройки затухания корректора;β is the coefficient of adjustment of the attenuation of the corrector;
λ=R5/R6 - коэффициент перестройки полюсной добротности.λ = R 5 / R 6 - polarity Q-factor adjustment.
Максимальное значение амплитудно-частотной характеристики корректора на резонансной частоте определяется выражением The maximum value of the amplitude-frequency characteristic of the corrector at the resonant frequency is determined by the expression
Параметр β может независимо регулироваться в широком диапазоне при изменении положения движка потенциометра, что позволяет в широких пределах перестраивать затухание рассматриваемого амплитудного корректора.The β parameter can be independently adjusted in a wide range by changing the position of the potentiometer slider, which allows the attenuation of the amplitude corrector under consideration to be readjusted within wide limits.
Перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор работает следующим образом. При подаче на вход корректора постоянного напряжения емкостные сопротивления пятого и седьмого конденсаторов оказываются бесконечно большими. В этом режиме работы при подаче на неинвертирующие входы первого, второго и третьего операционных усилителей постоянного входного напряжение U1 на инвертирующих входах первого и второго усилителей напряжения также оказываются равными входному напряжению U1, так как входные токи этих усилителей будут иметь очень малые значения. При таком режиме работы коэффициент усиления второго операционного усилителя будет иметь единичное значение, т.е. выходное напряжение корректора окажется равным входному напряжению U1. Следовательно, коэффициент усиления корректора будет иметь также единичное значение. При увеличении частоты входного сигнала реактивные сопротивления пятого и седьмого конденсаторов уменьшаются, при этом коэффициенты усиления первого и второго усилителей будут увеличиваться. Напряжение на выходе корректора будет достигать максимального значения на резонансной частоте. При этом максимальное значение выходного напряжения зависит от положения движка потенциометра. При перемещении движка к общей базе корректора сопротивление первой части потенциометра между движком и выходом второго усилителя увеличивается, при этом шунтирование седьмого конденсатора уменьшается, что обеспечивает больший коэффициент усиления второго операционного усилителя. При подаче на вход корректора напряжения высоких частот, реактивные сопротивления пятого и седьмого конденсаторов становятся почти равными нулевым и, следовательно, шунтируют инвертирующие входы и выходы первого и второго усилителей, что обеспечивает единичный коэффициент усиления этих усилителей и всей схемы корректора.A tunable active amplitude RC corrector works as follows. When a constant voltage is applied to the input of the corrector, the capacitive resistances of the fifth and seventh capacitors turn out to be infinitely large. In this mode of operation, when a constant input voltage U 1 is applied to the non-inverting inputs of the first, second and third operational amplifiers, the inverting inputs of the first and second voltage amplifiers also turn out to be equal to the input voltage U 1 , since the input currents of these amplifiers will have very small values. In this mode of operation, the gain of the second operational amplifier will be unity, i.e. the output voltage of the corrector will be equal to the input voltage U 1 . Consequently, the gain of the equalizer will also have a unity value. As the frequency of the input signal increases, the reactances of the fifth and seventh capacitors decrease, while the gains of the first and second amplifiers will increase. The voltage at the output of the corrector will reach its maximum value at the resonant frequency. In this case, the maximum value of the output voltage depends on the position of the potentiometer slider. When the slider is moved to the common base of the corrector, the resistance of the first part of the potentiometer between the slider and the output of the second amplifier increases, while the shunting of the seventh capacitor decreases, which provides a greater gain of the second operational amplifier. When high-frequency voltage is applied to the input of the corrector, the reactances of the fifth and seventh capacitors become almost equal to zero and, therefore, shunt the inverting inputs and outputs of the first and second amplifiers, which provides a unity gain of these amplifiers and the entire corrector circuit.
Отметим, что величину усиления корректора можно независимо регулировать с помощью потенциометра при обеспечении постоянного значения коэффициента передачи корректора на резонансной частоте; перестройку корректора по частоте можно независимо осуществлять с помощью переменного третьего резистора; полюсную добротность корректора можно независимо регулировать с помощью переменного пятого резистора.Note that the amount of gain of the corrector can be independently adjusted using a potentiometer while maintaining a constant value of the gain of the corrector at the resonant frequency; frequency adjustment of the equalizer can be independently carried out using a variable third resistor; the pole quality of the corrector can be independently adjusted by means of a variable fifth resistor.
Недостатком рассмотренной схемы является невозможность осуществления регулирования в широких пределах ослабления коэффициента передачи амплитудного корректора. Такой режим работы перестраиваемых амплитудных корректоров требуется при использовании их в параметрических эквалайзерах звуковых воспроизводящих систем, в биомедицинской аппаратуре и в микроэлектронных селективных узлах радиоэлектронных устройств с управляемыми параметрами, в измерительной и биомедицинской аппаратурах.The disadvantage of the considered scheme is the impossibility of regulating within a wide range of attenuation of the transmission coefficient of the amplitude corrector. Such a mode of operation of tunable amplitude correctors is required when using them in parametric equalizers of sound reproducing systems, in biomedical equipment and in selective microelectronic units of radio-electronic devices with controlled parameters, in measuring and biomedical equipment.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей перестраиваемого амплитудного корректора, позволяющих получить технический результат, заключающийся в обеспечении регулирования в широких пределах ослабления коэффициента передачи на резонансной частоте амплитудного корректора при сохранении возможности независимого регулирования полюсной добротности и перестройки схемы по частоте.The problem to be solved by the claimed utility model is to expand the functionality of a tunable amplitude corrector, allowing to obtain a technical result, which consists in providing regulation within a wide range of attenuation of the transmission coefficient at the resonant frequency of the amplitude corrector while maintaining the possibility of independent regulation of the pole quality factor and tuning the circuit in frequency ...
Для достижения указанного технического результата в заявляемой полезной модели, содержащей первый, второй и третий операционные усилители, первый потенциометр, пять резисторов и два конденсатора, причем первые выводы первого резистора и первого конденсатора соединены с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами третьего и первого операционных усилителей, соответственно, первые выводы второго резистора и второго конденсатора соединены с инвертирующим входом второго операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами первого и второго операционных усилителей, соответственно, первый вывод третьего резистора соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, дополнительно введены четвертый и пятый операционные усилители, второй потенциометр, шесть резисторов, причем первый вывод первого потенциометра подключен к выходу третьего операционного усилителя, а второй вывод - к выходу второго операционного усилителя, отвод первого потенциометра соединен с инвертирующем входом третьего операционного усилителя, второй вывод третьего резистора и неинвертирующие входы первого, второго, четвертого и пятого операционных усилителей подключены к общей базе корректора, первые выводы четвертого, пятого и шестого резисторов соединены с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, а их вторые выводы - с общей базой корректора и выходами четвертого и первого операционных усилителей, соответственно, первые выводы седьмого и восьмого резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами четвертого и первого операционных усилителей, соответственно, первые выводы девятого, десятого и одиннадцатого резисторов соединены с неинвертирующим входом пятого операционного усилителя, а их вторые выводы - с выходами первого, пятого, четвертого и входом корректора, соответственно, второй потенциометр подключен ко входу корректора и выходу пятого операционного усилителя, а отвод второго потенциометра соединен с неинвертирующим входом четвертого операционного усилителя, выход пятого операционного усилителя подключен к выходу корректора. Возможность достижения технического результата обусловлена следующими выводами: достигается расширение функциональных возможностей, обеспечение независимой перестройки затухания, полюсной добротности и частоты корректора за счет введения новых элементов и связей между ними, благодаря этому у предлагаемого корректора реализуется перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор с регулируемым усилением и ослаблением коэффициента передачи на резонансной частоте, также с возможностью независимого регулирования частот нулей, полюсов и полюсной добротности, что необходимо для реализации перестраиваемых активных амплитудных RC-корректоров.To achieve the specified technical result in the claimed utility model containing the first, second and third operational amplifiers, the first potentiometer, five resistors and two capacitors, the first terminals of the first resistor and the first capacitor being connected to the inverting input of the first operational amplifier, and their second terminals to outputs of the third and first operational amplifiers, respectively, the first terminals of the second resistor and the second capacitor are connected to the inverting input of the second operational amplifier, and their second terminals to the outputs of the first and second operational amplifiers, respectively, the first terminal of the third resistor is connected to the inverting input of the third operational amplifier , the fourth and fifth operational amplifiers, the second potentiometer, six resistors are additionally introduced, the first terminal of the first potentiometer being connected to the output of the third operational amplifier, and the second terminal to the output of the second operational amplifier, the first tap The potentiometer is connected to the inverting input of the third operational amplifier, the second terminal of the third resistor and the non-inverting inputs of the first, second, fourth and fifth operational amplifiers are connected to the common base of the equalizer, the first terminals of the fourth, fifth and sixth resistors are connected to the non-inverting input of the third operational amplifier, and their second conclusions - with the common base of the corrector and the outputs of the fourth and first operational amplifiers, respectively, the first conclusions of the seventh and eighth resistors are connected to the inverting input of the fourth operational amplifier, and their second conclusions - with the outputs of the fourth and first operational amplifiers, respectively, the first conclusions of the ninth and tenth and the eleventh resistors are connected to the non-inverting input of the fifth operational amplifier, and their second terminals are connected to the outputs of the first, fifth, fourth and the input of the corrector, respectively, the second potentiometer is connected to the input of the corrector and the output of the fifth operational amplifier, and from The water of the second potentiometer is connected to the non-inverting input of the fourth operational amplifier, the output of the fifth operational amplifier is connected to the output of the corrector. The possibility of achieving the technical result is due to the following conclusions: expansion of functionality is achieved, provision of independent tuning of attenuation, pole quality factor and corrector frequency due to the introduction of new elements and connections between them, due to which the proposed corrector implements a tunable active amplitude RC corrector with adjustable gain and attenuation transmission coefficient at the resonant frequency, also with the possibility of independent regulation of the frequencies of zeros, poles and pole quality, which is necessary for the implementation of tunable active amplitude RC correctors.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема перестраиваемого активного амплитудного RC-корректора; на фиг. 2 - график изменения затухания активного амплитудного RC-корректора; на фиг. 3 - АЧХ перестраиваемого по частоте активного амплитудного RC-корректора; на фиг. 4 - АЧХ с изменяемой добротностью активного амплитудного RC-корректора.The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a diagram of a tunable active amplitude RC-corrector; in fig. 2 is a graph of changes in the attenuation of the active amplitude RC-corrector; in fig. 3 - frequency response of the active amplitude RC-corrector, tunable in frequency; in fig. 4 - AFC with a variable Q-factor of an active amplitude RC-corrector.
Перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 операционные усилители, первые выводы первого резистора 6 и первого конденсатора 7 соединены с инвертирующим входом первого операционного усилителя 1, а их вторые выводы - с выходами третьего 3 и первого 1 операционных усилителей, соответственно, первые выводы второго резистора 8 второго конденсатора 9 соединены с инвертирующим входом второго операционного усилителя 2, их вторые выводы - с выходами первого 1 и второго 2 операционных усилителей, соответственно, первый потенциометр 10 подключен к выходам третьего 1 и второго 2 операционных усилителей, а отвод первого потенциометра 10 соединен с инвертирующем входом третьего операционного усилителя 3, первый вывод третьего резистора 11 соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 3, а его второй вывод и неинвертирующие входы первого 1, второго 2, четвертого 4 и пятого 5 операционных усилителей подключены к общей базе корректора, первые выводы четвертого 12, пятого 13 и шестого 14 резисторов соединены с неинвертирующим входом третьего 3 операционного усилителя, а их вторые выводы - с общей базой корректора и выходами четвертого 4 и первого 1 операционных усилителей, соответственно, первые выводы седьмого 15 и восьмого 16 резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя 4, а их вторые выводы - с выходами четвертого 4 и первого 1 операционных усилителей, соответственно, первые выводы девятого 17, десятого 18 и одиннадцатого 19 резисторов соединены с неинвертирующим входом пятого операционного усилителя 5, а их вторые выводы - с выходами первого 1 и пятого 5 операционных усилителей и входом корректора 20, соответственно, второй потенциометр 21 подключен ко входу корректора 20 и выходу пятого операционного усилителя 5, а отвод второго потенциометра 21 соединен с инвертирующем входом четвертого операционного усилителя 4, выход пятого операционного усилителя 5 подключен к выходу 22 корректора.A tunable active amplitude RC corrector contains the first 1, second 2, third 3, fourth 4 and fifth 5 operational amplifiers, the first terminals of the
Рассмотрим передаточную функцию заявляемого перестраиваемого активного амплитудного RC-корректора (фиг. 1). В схему корректора включены две интегрирующие активные RC-цепи, реализованные на первом 1 и втором 2 операционных усилителях, которые вместе с третьим резистивным операционным усилителем 3 охвачены глубокой отрицательной связью между выходом второго операционного усилителя 2 и инвертирующим входом третьего операционного усилителя 3. Дополнительно введенные в схему корректора четвертый 4, пятый 5 операционные усилители, а также второй потенциометр и шесть резисторов образуют вторую обратную связь, в которую включены четвертый 4, пятый 5 операционные усилители, второй потенциометр 21, а также пятый 13 и шестой 14 резисторы.Consider the transfer function of the claimed tunable active amplitude RC-corrector (Fig. 1). The equalizer circuit includes two integrating active RC-circuits, implemented on the first 1 and second 2 operational amplifiers, which, together with the third resistive
Передаточная функция активного амплитудного RC-корректора имеет вид:The transfer function of the active amplitude RC-corrector has the form:
где Where
- резонансные частоты нулей и полюсов корректора; - resonant frequencies of zeroes and poles of the corrector;
R=R1=R2; C=C1=C2;R = R 1 = R 2 ; C = C 1 = C 2 ;
- добротность комплексных нулей; - quality factor of complex zeros;
- полюсная добротность; - pole quality factor;
β=(R a /Rnom1) - коэффициент перестройки корректора по частоте;β = (R a / R nom1 ) - frequency corrector tuning factor;
R a =βRnom1; Rb=(1-β)Rnom1 - отдельные сопротивления первого потенциометра 10;R a = βR nom1 ; R b = (1-β) R nom1 - individual resistances of the
Rnom1=(R a +Rb) - полное сопротивление первого потенциометра 10;R nom1 = (R a + R b ) - impedance of the
γ=(R4/Rnom1) - коэффициент перестройки полюсной добротности и добротности комплексных нулей;γ = (R 4 / R nom1 ) is the conversion factor of the pole Q-factor and Q-factor of complex zeros;
λ=(R3/Rnom1) - коэффициент изменения диапазона перестройки полюсной добротности γ;λ = (R 3 / R nom1 ) - coefficient of change of the tuning range of the pole quality factor γ;
α=(Rc/Rnom2) - коэффициент перестройки затухания корректора;α = (R c / R nom2 ) - coefficient of adjustment of the attenuation of the corrector;
Rc=αRnom2; Rd=(1-α)Rnom2 - отдельные сопротивления второго потенциометра 22;R c = αR nom2 ; R d = (1-α) R nom2 - separate resistances of the
Rnom2=(Rc+Rd) - полное сопротивление первого потенциометра 10;R nom2 = (R c + R d ) - impedance of the
Относительные значения сопротивлений резисторов в схеме корректора:The relative values of the resistances of the resistors in the corrector circuit:
μ5=R5/Rnom1; μ6=R6/Rnom1; μ7=R7/Rnom2; μ9=R9/Rnom2; μ10=μ11=R11/Rnom2.μ 5 = R 5 / R nom1 ; μ 6 = R 6 / R nom1 ; μ 7 = R 7 / R nom2 ; μ 9 = R 9 / R nom2 ; μ 10 = μ 11 = R 11 / R nom2 .
Максимальное значение коэффициента передачи корректора на резонансной частоте определяется выражением The maximum value of the transmission coefficient of the corrector at the resonant frequency is determined by the expression
Коэффициент β изменяется с помощью первого потенциометра 10, что позволяет в широких пределах независимо перестраивать резонансную частоту амплитудного корректора. Коэффициент γ регулируется переменным четвертым резистором 12, с помощью которого изменяется полюсная добротность амплитудного корректора. Параметр α изменяется с помощью второго потенциометра 21, что позволяет в широких пределах независимо перестраивать затухание корректора на резонансной частоте. Следует отметить, что в схеме корректора необходимо ограничить диапазоны перестройки резонансной частоты и коэффициента передачи. Для этого последовательно с выводами обоих потенциометров следует включить ограничительные резисторы, сопротивления которых определяются выражением Rогр=0.1Rnom. Оптимальные значения относительных сопротивлений резисторов в схеме корректора могут быть выбраны следующими: λ=(4÷6); μ5=(0.9÷1.0); μ6=μ9=(1.6÷1.8); μ7=(0.1÷0.3); μ10=μ11=(0.9÷1).The β coefficient is changed using the
На фиг. 2 представлены графики амплитудно-частотных характеристик активного амплитудного RC-корректора, коэффициент перестройки затухания которого в широких пределах изменяется с помощью второго потенциометра 21. Вид графика подтверждает, что при изменении коэффициента перестройки затухания в пределах α=(0÷0,5) затухание корректора усиливается и равномерно регулируются в пределах от 13 дБ до 0 дБ. Это регулирование обеспечивается перемещением движка второго потенциометра 21 от первого крайнего положения (α=0), т.е., от вывода, соединенного со входом 20 корректора, до среднего положения движка (α=0,5). При изменении коэффициента перестройки затухания в пределах α=(0,5÷1) затухание корректора ослабляется и равномерно регулируется в пределах от 0 дБ до (-13 дБ). Это регулирование обеспечивается перемещением движка второго 21 потенциометра от среднего положения движка (α=0,5) до второго крайнего положения движка (α=1), т.е., до вывода, соединенного с выходом пятого операционного усилителя 5. Следует отметить, что при указанном регулировании затухания корректора резонансная частота сохраняется неизменной.FIG. 2 shows the graphs of the amplitude-frequency characteristics of the active amplitude RC-corrector, the damping adjustment coefficient of which varies over a wide range with the help of the
На фиг. 3 представлены графики амплитудно-частотных характеристик активного амплитудного RC-корректора, регулируемого в десять раз по частоте с помощью первого потенциометра 10. Вид графиков подтверждает, что при перестройке по частоте форма частотных характеристик сохраняется неизменной, т.к. полюсная добротность корректора и коэффициент передачи на резонансной частоте сохраняются неизменными. Важно отметить, что амплитудно-частотные характеристики реализованы с широкой полосой пропускания и пологими скатами характеристик в диапазонах задерживания.FIG. 3 shows the graphs of the amplitude-frequency characteristics of the active amplitude RC-corrector, adjustable tenfold in frequency using the
На фиг. 4 представлены графики амплитудно-частотных характеристик активного амплитудного RC-корректора с регулируемой в шесть раз полюсной добротностью в пределах Qp=(0,6÷3,6) с помощью переменного четвертого резистора 12. Вид графиков подтверждает, что при перестройке полюсной добротности резонансная частота корректора и коэффициент передачи на резонансной частоте сохраняются неизменными.FIG. 4 shows graphs of the amplitude-frequency characteristics of an active amplitude RC-corrector with a six-fold adjustable pole Q-factor within Q p = (0.6 ÷ 3.6) using a variable
Предлагаемая схема перестраиваемого активного амплитудного RC-корректора дает возможность при достаточно простом элементном исполнении независимо регулировать усиление и ослабление затухания, а также резонансную частоту и полюсную добротность корректора в широких пределах. Это обстоятельство позволяет обеспечивать высокую технологичность и удобство настройки в процессе изготовления корректора и его эксплуатацию. Применение заявленного решения возможно в медицинской и электроакустической аппаратурах (например, электрофоны высших классов и высококачественные звуковоспроизводящие системы и эквалайзеры).The proposed scheme of a tunable active amplitude RC-corrector makes it possible, with a fairly simple elementary design, to independently adjust the gain and attenuation of the attenuation, as well as the resonant frequency and pole quality factor of the corrector within wide limits. This circumstance makes it possible to ensure high manufacturability and ease of adjustment during the manufacture of the corrector and its operation. The application of the proposed solution is possible in medical and electro-acoustic equipment (for example, high-class electrophones and high-quality sound-reproducing systems and equalizers).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133756U RU202468U1 (en) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | Tunable active amplitude RC corrector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133756U RU202468U1 (en) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | Tunable active amplitude RC corrector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU202468U1 true RU202468U1 (en) | 2021-02-19 |
Family
ID=74665756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020133756U RU202468U1 (en) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | Tunable active amplitude RC corrector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU202468U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3636466A (en) * | 1969-03-11 | 1972-01-18 | Ericsson Telefon Ab L M | Building block for active rc filters |
US3743957A (en) * | 1970-12-04 | 1973-07-03 | Wandel & Goltermann | Noninductive equalizing network |
US4204176A (en) * | 1977-04-18 | 1980-05-20 | Hitachi, Ltd. | Variable equalizer |
RU1837382C (en) * | 1990-10-22 | 1993-08-30 | Одесский Электротехнический Институт Связи Им.А.С.Попова | Amplitude-frequency distortion arc-equalizer |
EP0618685A2 (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Variable equalizer with fan-shaped characteristic and variable equalizer arrangement |
RU168065U1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | TUNABLE ACTIVE AMPLITUDE RC-CORRECTOR |
-
2020
- 2020-10-13 RU RU2020133756U patent/RU202468U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3636466A (en) * | 1969-03-11 | 1972-01-18 | Ericsson Telefon Ab L M | Building block for active rc filters |
US3743957A (en) * | 1970-12-04 | 1973-07-03 | Wandel & Goltermann | Noninductive equalizing network |
US4204176A (en) * | 1977-04-18 | 1980-05-20 | Hitachi, Ltd. | Variable equalizer |
RU1837382C (en) * | 1990-10-22 | 1993-08-30 | Одесский Электротехнический Институт Связи Им.А.С.Попова | Amplitude-frequency distortion arc-equalizer |
EP0618685A2 (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Variable equalizer with fan-shaped characteristic and variable equalizer arrangement |
RU168065U1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | TUNABLE ACTIVE AMPLITUDE RC-CORRECTOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3181588B2 (en) | Universal filter | |
RU2704530C1 (en) | Broadband band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient | |
KR100648379B1 (en) | Variable gain amplifier and variable gain amplifying module | |
US5574792A (en) | Volume and tone control circuit for acoustic reproduction sets | |
CN207053506U (en) | A kind of High Precision Voltage Adjustable control balanced device | |
RU2677362C1 (en) | Active rc filter | |
CN106658298B (en) | Bass enhancement processing circuit and terminal equipment | |
RU2701095C1 (en) | Low-sensitivity bandpass filter with independent adjustment of main parameters | |
RU149838U1 (en) | TUNABLE ACTIVE RC FILTER | |
JPH0147933B2 (en) | ||
JPS6244443B2 (en) | ||
RU202468U1 (en) | Tunable active amplitude RC corrector | |
US5282252A (en) | Audio equalizer providing reciprocal equalization plus infinite-depth notch | |
RU168065U1 (en) | TUNABLE ACTIVE AMPLITUDE RC-CORRECTOR | |
RU128043U1 (en) | ACTIVE LOW FILTER RC FILTER | |
CA1124339A (en) | Amplitude equalizer circuit | |
RU135206U1 (en) | ACTIVE TOP FILTER RC FILTER | |
RU199745U1 (en) | Tunable notch active RC filter | |
US3701037A (en) | Active filter | |
US5263089A (en) | Hearing aid | |
US2802063A (en) | Variable tone control circuit | |
RU2701038C1 (en) | Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters | |
US2342822A (en) | Amplifying system | |
Olalekan et al. | Sallen-Key Topology, MFB and Butterworthy in Bandpass Design for Audio Circuit Design | |
RU59911U1 (en) | ADJUSTABLE ACTIVE RECTOR FILTER |