RU2058663C1 - Active rc-filter - Google Patents
Active rc-filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058663C1 RU2058663C1 SU5018034A RU2058663C1 RU 2058663 C1 RU2058663 C1 RU 2058663C1 SU 5018034 A SU5018034 A SU 5018034A RU 2058663 C1 RU2058663 C1 RU 2058663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- capacitor
- resistor
- resistors
- bypass channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве фильтра нижних, верхних частот, а также полосового и режекторного фильтров в приемоусилительных устройствах. The invention relates to radio engineering and can be used as a low-pass, high-pass filter, as well as band-pass and notch filters in receiving-amplifying devices.
Известны активные RC-фильтры Бесселя, Баттерворта, Чебышева и другие, содержащие частотоопределяющие RC-элементы и операционный усилитель. Недостатками известных устройств являются неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания, пологий спад характеристики за частотой среза и нелинейные искажения, возрастающие с увеличением порядка фильтра. Active RC filters of Bessel, Butterworth, Chebyshev and others are known, containing frequency-determining RC elements and an operational amplifier. The disadvantages of the known devices are the unevenness of the frequency response in the passband, a gentle slope of the response beyond the cutoff frequency and non-linear distortions that increase with increasing filter order.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является активный RC-фильтр, содержащий операционные усилители, RC-элементы и обходной канал с сумматором. Недостаток устройства заключается в том, что он не обеспечивает равномерной характеристики в полосе пропускания и крутого спада за частотой среза, что отражается на недостаточном качестве обработки сигнала. The closest in technical essence to the present invention is an active RC filter containing operational amplifiers, RC elements and a bypass channel with an adder. The disadvantage of this device is that it does not provide uniform characteristics in the passband and a steep decline behind the cutoff frequency, which affects the insufficient quality of signal processing.
Целью изобретения является улучшение качества обработки сигнала путем формирования прямоугольной характеристики. The aim of the invention is to improve the quality of signal processing by forming a rectangular characteristic.
Достигается это тем, что в известный RC-фильтр, содержащий RC-элементы, обходной канал с эмиттерным повторителем и фазоинверсным усилителем, дополнительно введены предварительный усилитель, амплитудный ограничитель и усилитель импульсов с регулируемым порогом срабатывания, предварительный усилитель, амплитудный ограничитель и усилитель импульсов с регулируемым порогом срабатывания. This is achieved by the fact that in the well-known RC filter containing RC elements, a bypass channel with an emitter follower and a phase inverter, an additional preamplifier, an amplitude limiter and a pulse amplifier with an adjustable threshold, a preliminary amplifier, an amplitude limiter and an pulse amplifier with an adjustable trigger threshold.
Предварительное преобразование частоты в последовательность импульсов с их дальнейшим воздействием на усиление эмиттерного повторителя и фазоинверсного усилителя обходного канала обеспечивает их ключевой режим работы и тем самым достижение цели изобретения. Preliminary conversion of the frequency into a sequence of pulses with their further effect on the amplification of the emitter follower and the phase-inverse amplifier of the bypass channel ensures their key mode of operation and thereby achieving the objective of the invention.
На фиг.1 приведена электрическая схема устройства; на фиг.2а и 2б формы сигнала на амплитудном ограничителе и выходе операционного усилителя соответственно; на фиг.2в амплитудно-частотная характеристика всего устройства. Figure 1 shows the electrical circuit of the device; on figa and 2b of the waveform at the amplitude limiter and the output of the operational amplifier, respectively; on figv amplitude-frequency characteristic of the entire device.
Устройство содержит предварительный усилитель 1, состоящий из первого конденсатора 2, второго конденсатора 3, первого резистора 4, второго резистора 5 и первого n-p-n-транзистора 6; амплитудный ограничитель 7, состоящий из первого диода 8, второго диода 9 и третьего конденсатора 10; RC-фильтр 11, состоящий из третьего резистора 12, четвертого резистора 13, пятого резистора 14, шестого резистора 15, четвертого конденсатора 16, пятого конденсатора 17 и операционного усилителя 18; импульсный усилитель 19, состоящий из второго n-p-n-транзистора 20, седьмого резистора 21, восьмого подстроечного резистора 22, шестого конденсатора 23, третьего диода 24, девятого резистора 25, третьего n-p-n-транзистора 26, четвертого p-n-p-транзистора 27 и седьмого конденсатора 28; обходной канал 29, включающий в себя эмиттерный повторитель 30, состоящий из восьмого конденсатора 31, десятого резистора 32, одиннадцатого резистора 33, двенадцатого резистора 34, тринадцатого резистора 35 и пятого n-p-n-транзистора 36; фазоинверсный усилитель 37, состоящий из девятого конденсатора 38, четырнадцатого резистора 39, пятнадцатого резистора 40, шестнадцатого резистора 41, cемнадцатого резиcтора 42 и шестого n-p-n-транзистора 43. The device comprises a pre-amplifier 1, consisting of a first capacitor 2, a second capacitor 3, a first resistor 4, a second resistor 5, and a first n-p-n-transistor 6; an amplitude limiter 7, consisting of a first diode 8, a second diode 9 and a third capacitor 10; RC filter 11, consisting of a third resistor 12, a fourth resistor 13, a fifth resistor 14, a sixth resistor 15, a fourth capacitor 16, a fifth capacitor 17, and an operational amplifier 18; a pulse amplifier 19, consisting of a second npn transistor 20, a seventh resistor 21, an eighth trim resistor 22, a sixth capacitor 23, a third diode 24, a ninth resistor 25, a third npn transistor 26, a fourth pnpn transistor 27, and a seventh capacitor 28; a bypass channel 29, including an emitter follower 30, consisting of an eighth capacitor 31, a tenth resistor 32, an eleventh resistor 33, a twelfth resistor 34, a thirteenth resistor 35, and a fifth n-pn transistor 36; a phase inverse amplifier 37, consisting of a ninth capacitor 38, a fourteenth resistor 39, a fifteenth resistor 40, a sixteenth resistor 41, a seventeenth resistor 42, and a sixth npn transistor 43.
Устройство работает следующим образом. Поступающий на вход сигнал усиливается n-p-n-транзистором 6, работающим в режиме класса А, затем стабилизируется по уровню 0,5 В на амплитудном ограничителе 7 для уменьшения влияния амплитуды сигнала на характеристику всего устройства. На выходе сигнал имеет вид, показанный на фиг.2,а. Далее сигнал проходит через RC-элементы фильтра 11, формирующих требуемую амплитудно-частотную характеристику. Коэффициент усиления операционного усилителя 18 выбирается таким, чтобы обеспечить его работу в режиме максимального усиления и ограничения сигнала. На выходе усилителя 18 сигнал представляет собой последовательность импульсов с частотой входного сигнала и амплитудой, равной в полосе пропускания уровням ограниченного сигнала (см. фиг.2,б). Выход усилителя 18 непосредственно связан с базой n-p-n-транзистора 20 усилителя импульсов 19. Эмиттер транзистора 20 соединен со средним выводом подстроечного резистора 22, позволяющего регулировать порог срабатывания транзистора 20 и тем самым изменять частоту среза амплитудно-частотной характеристики всего устройства. Таким образом транзистор 20 пропускает импульсы до тех пор, пока амплитуда импульсов на базе превосходит напряжение на эмиттере. The device operates as follows. The input signal is amplified by an n-p-n-transistor 6 operating in class A mode, then stabilized at a level of 0.5 V at the amplitude limiter 7 to reduce the influence of the signal amplitude on the characteristics of the entire device. The output signal has the form shown in figure 2, a. Next, the signal passes through the RC elements of the filter 11, forming the desired amplitude-frequency characteristic. The gain of the operational amplifier 18 is selected so as to ensure its operation in the mode of maximum gain and signal limitation. At the output of amplifier 18, the signal is a sequence of pulses with the frequency of the input signal and amplitude equal to the passband levels of the limited signal (see figure 2, b). The output of the amplifier 18 is directly connected to the base of the npn transistor 20 of the pulse amplifier 19. The emitter of the transistor 20 is connected to the middle output of the tuning resistor 22, which allows you to adjust the threshold of the transistor 20 and thereby change the cutoff frequency of the amplitude-frequency characteristic of the entire device. Thus, the transistor 20 transmits pulses until the amplitude of the pulses at the base exceeds the voltage at the emitter.
На выходе усилителя импульсов 19 импульсы сглаживаются конденсатором 28 и получившееся постоянное напряжение высокого уровня используется для управления через резисторы 32 и 39 транзисторами 36 и 43 соответственно. При спаде характеристики и уменьшении амплитуды импульсов транзистор 20 закрывается, напряжение на выходе усилителя 19 снижается до нуля и транзисторы 36 и 43 закрываются. Характеристика имеет вид показанный на фиг.2,в. At the output of the pulse amplifier 19, the pulses are smoothed by the capacitor 28 and the resulting high-level constant voltage is used to control transistors 36 and 43, respectively, through the resistors 32 and 39. When the characteristics decrease and the pulse amplitude decreases, the transistor 20 closes, the voltage at the output of the amplifier 19 decreases to zero, and the transistors 36 and 43 are closed. The characteristic has the form shown in figure 2, c.
База транзистора 36 через конденсатор 31 соединена с входом всего устройства. Эмиттер и коллектор транзистора 43 являются выходами устройства и позволяют получить два сигнала, равные по амплитуде входному сигналу, но сдвинутые один относительно другого на 180о, что позволяет расширить область применения устройства. Для обеспечения коэффициента усиления устройства равным единице сопротивления резисторов 33, 35, 40, 42 должны быть одинаковыми. Подавление сигнала за частотой среза составляет более 120 дБ и определяется как отношение амплитуды входного сигнала к амплитуде выходного при закрытых транзисторах 36 и 43. Коэффициент прямоугольности по этим уровням составляет 1.05 при использовании RC-фильтра 11 второго порядка. Коэффициент передачи устройства в полосе пропускания равен единице.The base of the transistor 36 through a capacitor 31 is connected to the input of the entire device. The emitter and collector of the transistor 43 are the outputs of the device and allow you to get two signals equal in amplitude to the input signal, but shifted one relative to the other by 180 about , which allows you to expand the scope of the device. To ensure the gain of the device equal to the unit of resistance of the resistors 33, 35, 40, 42 must be the same. The signal suppression beyond the cutoff frequency is more than 120 dB and is defined as the ratio of the amplitude of the input signal to the amplitude of the output with closed transistors 36 and 43. The squareness coefficient at these levels is 1.05 when using a second-order RC filter 11. The transmission coefficient of the device in the passband is equal to one.
При выполнении устройства в виде фильтра верхних частот, полосового или режекторного амплитудно-частотная характеристика изменяется в соответствии c выполненным фильтром. В устройстве использованы диоды типа КД503, транзисторы КТ342, КТ347, операционный усилитель К140УД7. When the device is implemented in the form of a high-pass filter, a band-pass or notch, the amplitude-frequency characteristic changes in accordance with the performed filter. The device used diodes type KD503, transistors KT342, KT347, operational amplifier K140UD7.
Экспериментальная проверка предполагаемого устройства, проведенная в лаборатории моделирования Воронежского ОКБА, показала, что характеристика устройства соответствует прямоугольной, обеспечивая неискаженную передачу синусоидального сигнала в полосе пропускания и подавление с крутизной более 120 дБ на октаву за частотой среза. An experimental verification of the proposed device, conducted at the Voronezh OKBA modeling laboratory, showed that the device characteristics are rectangular, providing undistorted transmission of a sinusoidal signal in the passband and suppression with a slope of more than 120 dB per octave behind the cutoff frequency.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018034 RU2058663C1 (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Active rc-filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018034 RU2058663C1 (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Active rc-filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2058663C1 true RU2058663C1 (en) | 1996-04-20 |
Family
ID=21592310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5018034 RU2058663C1 (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Active rc-filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2058663C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA025687B1 (en) * | 2014-02-06 | 2017-01-30 | Владимир Петрович Федосов | Output stage of audio-frequency power amplifier |
-
1991
- 1991-07-22 RU SU5018034 patent/RU2058663C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, т.1, М.: Мир, 1983, с.598. 2. Авторское свидетельство СССР N 1532997, кл. H 03H 11/12, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA025687B1 (en) * | 2014-02-06 | 2017-01-30 | Владимир Петрович Федосов | Output stage of audio-frequency power amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3633043A (en) | Constant slew rate circuits | |
US3278866A (en) | Selective transmission | |
US3805183A (en) | Dual bandwidth phase lock loop | |
RU2058663C1 (en) | Active rc-filter | |
US3023369A (en) | Variable-gain transistor circuit | |
JPH0683113B2 (en) | Line equalization circuit | |
JPS5943852B2 (en) | Signal hold circuit | |
US3436670A (en) | Variable bandwidth filter system | |
US5276403A (en) | Nonlinear preemphasis-deemphasis system | |
US3745374A (en) | Logarithmic amplifier and limiter | |
US4326172A (en) | Tunable active high-pass filter | |
JP3024714B2 (en) | Limiter amplifier | |
US3602849A (en) | Broadband gyrator circuit | |
Mataya et al. | A monolithic integrated variable attenuator | |
KR830000845B1 (en) | Amplification circuit | |
JP3191119B2 (en) | Radio receiver | |
JPS6151444B2 (en) | ||
JPS6334343Y2 (en) | ||
US3360735A (en) | Automatic gain control circuit having means for compensating for capacitive effect | |
US3535649A (en) | Active filters | |
JPH0453065Y2 (en) | ||
SU1042161A1 (en) | Active rc-filter | |
JPS6145633Y2 (en) | ||
SU1653128A1 (en) | Wideband amplifier | |
JPH06152340A (en) | Line equalizing circuit |