RU2058058C1 - Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр - Google Patents
Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058058C1 RU2058058C1 SU5057860A RU2058058C1 RU 2058058 C1 RU2058058 C1 RU 2058058C1 SU 5057860 A SU5057860 A SU 5057860A RU 2058058 C1 RU2058058 C1 RU 2058058C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- operational amplifier
- section
- resistor
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электронике, может быть использовано в технике связи в измерительной технике. Задача, решаемая изобретением, -упрощение фильтра. Фильтр содержит две параллельные секции 1,2, входы которых соединены и являются входом фильтра, а выход каждой секции подключен соответственно к первому и второму входам сумматора 3, выход которого является выходом фильтра. При этом каждая секция содержит два операционных усилителя 4,5 с отрицательной обратной связью, пьезоэлектрический резонатор 8,конденсатор 9, инвертирующий вход первого операционного усилителя 4 и через первый резистор 10 соединен с входом секции, а выход первого операционного усилителя 4 через второй резистор 11 соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя 5, пьезоэлектрический резонатор 8 первым выводом соединен с входом секции, а вторым выводом - с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 4 через третий резистор 12 - с общей шиной, неинвертирующий вход второго операционного усилителя 5 первой секции 1 через конденсатор 9 подключен к выходу первого операционного усилителя 4 первой секции и через четвертый резистор 13 соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя 5 второй секции 2 через четвертый резистор 13 соединен с выходом первого операционного усилителя 4 второй секции и через конденсатор 9 с общей шиной, сумматор 3 построен на пятом, шестом и седьмом резисторах 14,15,16, причем выходы секций соединены с первыми выводами пятого и шестого резисторов 14,15, вторые выводы пятого и шестого резисторов 14,15, соединены и подключены к первому выводу седьмого резистора 16 и выходу сумматора 4, а второй вывод седьмого резистора 16 соединен с общей шиной. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электронике и может быть использовано в технике связи и измерительной технике.
Известны схемы широкополосных фильтров, включающие резонаторы, конденсаторы и катушки индуктивности [1] К недостаткам этих схем относятся потери в катушках индуктивности.
Наиболее близким по технической сущности является активный полосовой пьезоэлектрический фильтр [2] состоящий из подключенных к алгебраическому сумматору двух параллельных каналов, каждый из которых содержит пьезоэлектрический резонатор, первый операционный усилитель, последовательно соединенные второй операционный усилитель и конденсатор, а также цепь отрицательной обратной связи, включенную между выходом канала и неинвертирующим входом первого операционного усилителя, выход первого операционного усилителя подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, при этом пьезоэлектрический резонатор включен параллельно инвертирующему входу первого операционного усилителя.
Недостатком известного устройства является его сложность, в частности большое количество используемых операционных усилителей (пять).
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение фильтра.
Решение задачи достигается тем, что в активном широкополосном пьезоэлектрическом фильтре, содержащем две параллельные секции, входы которых соединены и являются входом фильтра, а выход каждой секции подключен соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом фильтра, при этом каждая секция содержит два операционных усилителя с отрицательной обратной связью, пьезоэлектрический резистор, конденсатор и резисторы, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый резонатор соединен с входом секции, а выход первого операционного усилителя через второй резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, вводится соединение первого вывода пьезоэлектрического резонатора с входом секции, а второго вывода с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и через третий резистор с общей шиной, неинвертирующий вход второго операционного усилителя первой секции через конденсатор подключен к выходу первого операционного усилителя первой секции и через четвертый резистор соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя второй секции через четвертый резистор соединен с выходом первого операционного усилителя второй секции и через конденсатор с общей шиной, при этом сумматор выполнен на пятом, шестом и седьмом резисторах, причем выходы секций соединяются с первыми выводами пятого и шестого резисторов, вторые выводы пятого и шестого резисторов соединены и подключены к первому выводу седьмого резистора и к выходу сумматора, а второй вывод седьмого резистора соединен с общей шиной.
На фиг.1 приведена электрическая схема устройства.
Устройство состоит из двух параллельных секций 1 и 2, сумматора 3. Каждая секция содержит два операционных усилителя 4 и 5 с отрицательными обратными связями 6 и 7, пьезоэлектрический резонатор 8, конденсатор 9, инвертирующий вход операционного усилителя 4 через резистор 10 соединен с входом секций, а выход операционного усилителя 4 через резистор 11 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 5, пьезоэлектрический резонатор 8 первым выводом соединен с входом секции, а вторым выводом с неинвертирующим входом операционного усилителя 4 и через резистор 12 с общей шиной, неинвертирующий вход операционного усилителя 5 секции 1 через конденсатор 9 подключен к выходу операционного усилителя 4 секции 1 и через резистор 13 соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход операционного усилителя 5 секции 2 через резистор 13 соединен с выходом операционного усилителя 4 секции 2 и через конденсатор 9 с общей шиной, сумматор построен на резисторах 14, 15 и 16, причем выходы секций 1 и 2 соединяются с первыми выводами резисторов 14 и 15, соответственно вторые выводы резисторов 14 и 15 объединены и подключены к первому выводу резистора 16 и к выходу сумматора 3, а второй вывод резистора 16 соединен с общей шиной.
Фильтр работает следующим образом.
Сигнал величиной Е поступает на входную клемму и далее на входы секций 1 и 2. В каждой секции входной сигнал проходит через два последовательно включенных фазовых контура. Первый фазовый контур третьего порядка выполнен на операционном усилителе 4, резонаторе 8 с проводимостью Φ1 и резисторах 6, 10 и 12. Второй фазовый контур выполнен на операционном усилителе 5, конденсаторе 9 и резисторах 7, 11, 13. Для определения передаточных функций первого и второго фазовых контуров, входящих в каждую секцию, воспользуемся вспомогательной схемой, приведенной на фиг.2.
Выражение для передаточной функции Та имеет следующий вид:
Ta= где gн проводимость нагрузки эквивалентного фазового контура четвертого порядка.
Ta= где gн проводимость нагрузки эквивалентного фазового контура четвертого порядка.
Передаточная функция секции 2 Тв также представляет собой фазовый контур четвертого порядка с реактивной проводимостью и нагрузочной проводимостью gн. Она отличается от передаточной функции первой секции численными значениями коэффициентов проводимости ϒв и знаком, поскольку включение конденсатора 9 и резистора 13 изменено по сравнению с секцией 1. Таким образом
Tв=
Выходное напряжение секции 1 на первом выводе резистора 14 сумматора составит величину
U1 E.Ta, а секции 2 на первом выводе резистора 15:
U2 E.Tв.
Tв=
Выходное напряжение секции 1 на первом выводе резистора 14 сумматора составит величину
U1 E.Ta, а секции 2 на первом выводе резистора 15:
U2 E.Tв.
Выходное напряжение сумматора, равное сумме напряжений U1 и U2, составит величину
Uвых. Ко(U1 + U2). где Ко коэффициент передачи пассивного сумматора 3 (резисторы 14 и 15 выбраны равными).
Uвых. Ко(U1 + U2). где Ко коэффициент передачи пассивного сумматора 3 (резисторы 14 и 15 выбраны равными).
Передаточная функция устройства в целом
Tр= Ko + K- = Ko что соответствует передаточной функции симметричного мостового четырехполюсника с реактивными проводимостями ϒa и ϒв в соответствующих его ветвях. При этом проводимости ϒa и ϒв по сравнению с проводимостями пьезорезонаторов первой и второй секции имеют на одну резонансную частоту больше.
Tр= Ko + K- = Ko что соответствует передаточной функции симметричного мостового четырехполюсника с реактивными проводимостями ϒa и ϒв в соответствующих его ветвях. При этом проводимости ϒa и ϒв по сравнению с проводимостями пьезорезонаторов первой и второй секции имеют на одну резонансную частоту больше.
Передаточной функцией секции Та можно воспользоваться для оценки относительной ширины полосы пропускания, которая может быть реализована в данном устройстве. Так, например, при использовании кварцевого резонатора на частоту 100 кГц с емкостным коэффициентом R 400, разнос частот составит
f2-f1= fo/ 105/20= 5000 Гц, в то время как собственный частотный промежуток кварцевого резонатора составляет 500 Гц.
f2-f1= fo/ 105/20= 5000 Гц, в то время как собственный частотный промежуток кварцевого резонатора составляет 500 Гц.
Устройство работает как широкополосный фильтр, эквивалентный симметричному мостовому пьезоэлектрическому фильтру с подключенными к пьезорезонаторам параллельными (либо последовательными) расширительными катушками индуктивности, а также может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах высокого уровня, как полосовой фильтр основной селекции при передаче сигналов, занимающих полосу частот до 5-7% Возможно использование устройства в электрорадиоизмерительных приборах с целью улучшения селективности и повышения точности производимых измерений.
Claims (1)
- АКТИВНЫЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий две параллельные секции, входы которых соединены и являются входом фильтра, а выход каждой секции подключен соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом фильтра, при этом каждая секция содержит два операционных усилителя с отрицательной обратной связью, пьезоэлектрический резонатор, конденсатор и резисторы, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый резистор соединен с входом секции, а выход первого операционного усилителя через второй резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, отличающийся тем, что пьезоэлектрический резонатор первым выводом соединен с входом секции, а вторым выводом с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и через третий резистор с общей шиной, неинвертирующий вход второго операционного усилителя первой секции через конденсатор подключен к выходу первого операционного усилителя первой секции и через четвертый резистор соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя второй секции через четвертый резистор соединен с выходом первого операционного усилителя второй секции и через конденсатор с общей шиной, при этом сумматор выполнен на пятом, шестом и седьмом резисторах, причем выходы секций соединяются с первыми выводами пятого и шестого резисторов, вторые выводы пятого и шестого резисторов соединены и подключены к первому выводу седьмого резистора и выходу сумматора, а второй вывод седьмого резистора соединен с общей шиной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057860 RU2058058C1 (ru) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057860 RU2058058C1 (ru) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2058058C1 true RU2058058C1 (ru) | 1996-04-10 |
Family
ID=21611159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5057860 RU2058058C1 (ru) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2058058C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453985C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Высокоизбирательный полосовой перестраиваемый lc-фильтр |
RU2748663C1 (ru) * | 2020-12-10 | 2021-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) | Широкополосный полосовой фильтр четвертого порядка с недифференциальным входом и парафазным выходом на классических операционных усилителях |
-
1992
- 1992-08-06 RU SU5057860 patent/RU2058058C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. "Интегральные пьезоэлектрические устройства фильтрации и обработки сигналов" под ред. Б.Ф.Высоцкого и В.В.Дмитриева, М.: Радио и связь, 1985. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 559368, кл. H 03H 7/02, 1977. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453985C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Высокоизбирательный полосовой перестраиваемый lc-фильтр |
RU2748663C1 (ru) * | 2020-12-10 | 2021-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) | Широкополосный полосовой фильтр четвертого порядка с недифференциальным входом и парафазным выходом на классических операционных усилителях |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Thomas | The biquad: Part I-Some practical design considerations | |
US4716388A (en) | Multiple output allpass switched capacitor filters | |
RU2058058C1 (ru) | Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр | |
CA1149478A (en) | Bandstop filters | |
US4423394A (en) | Multiple pole bandpass filter having monolithic crystal elements | |
RU2429560C1 (ru) | Полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
JPS62193302A (ja) | 帯域通過フイルタ | |
US4293820A (en) | Positive feedback biquad filter | |
RU2296418C1 (ru) | Широкополосное многоканальное пьезоэлектрическое фильтрующее устройство | |
RU2019025C1 (ru) | Активный rc-фильтр | |
US4260968A (en) | Active filter network utilizing positive impedance converters | |
RU2168852C2 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
RU2033688C1 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
SU558344A1 (ru) | Устройство дл дифференциальной защиты длинных и настроенных линий электропередачи с использованием параметров линии | |
RU2190924C1 (ru) | Полосовой многорезонаторный пьезоэлектрический фильтр | |
RU2190925C1 (ru) | Двухполосный активный пьезоэлектрический фильтр | |
RU2397609C1 (ru) | Многоканальный активный пьезоэлектрический фильтр | |
RU2089998C1 (ru) | Полосовой активный rc-фильтр | |
RU2239279C1 (ru) | Полосовой пьезоэлектрический фильтр с комплексными нагрузками | |
RU2168850C1 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
RU2195765C1 (ru) | Полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
Means et al. | Inductorless filter design using active elements and piezoelectric resonators | |
RU2019024C1 (ru) | Активный rc-фильтр | |
SU815868A2 (ru) | Полосовой активный -фильтр | |
RU2231914C2 (ru) | Кварцевый генератор |