RU2117384C1 - Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр - Google Patents
Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117384C1 RU2117384C1 RU96103253A RU96103253A RU2117384C1 RU 2117384 C1 RU2117384 C1 RU 2117384C1 RU 96103253 A RU96103253 A RU 96103253A RU 96103253 A RU96103253 A RU 96103253A RU 2117384 C1 RU2117384 C1 RU 2117384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- output
- operational amplifier
- reactivity
- filter
- Prior art date
Links
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/545—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material including 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
- H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
- H03H11/1291—Current or voltage controlled filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции узкополосных сигналов. Улучшение температурной стабильности амплитудно-частотной характеристики фильтра достигается тем, что в узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр, содержащий операционный усилитель (ОУ) с отрицательной обратной связью, выход которого является выходом фильтра, неинвертирующий вход через пятый резистор (Р) соединен с общей шиной, первый пьезоэлектрический резонатор (ПР) соединен через первый Р с инвертирующим входом ОУ и первым выводом второго Р, второй вывод которого является входом фильтра, второй ПР соединен с третьим Р и через четвертый Р с инвертирующим входом ОУ, при этом вторые выводы первого и второго ПР соединены соответственно с первыми выводами первого и второго имитаторов реактивности (ИР), вторые выводы которых подключены к общей шине, первый и второй ИР выполнены каждый на ОУ с обратной связью, инвертирующий вход которого является первым выводом соответствующего ИР, вторым выводом которого является первая обкладка конденсатора, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом и через термозависимый резистивный двухполюсник с выходом ОУ в каждом из ИР. 4 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции узкополосных сигналов.
Известен активный пьезоэлектрический фильтр [1], содержащий операционный усилитель с отрицательной обратной связью, выход которого является выходом активного пьезоэлектрического фильтра, инвертирующий вход через первый резистор соединен с первым выводом первого пьезоэлектрического резонатора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого является входом активного пьезоэлектрического фильтра и через третий резистор подключен к первому выводу второго пьезоэлектрического резонатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и через пятый резистор - с общей шиной, при этом вторые выводы первого и второго пьезоэлектрических резонаторов соединены соответственно с первыми выводами первого и второго имитаторов реактивности, вторые выводы которых подключены к общей шине, узел соединения первого пьезоэлектрического резонатора с первым имитатором реактивности соединен с узлом соединения второго пьезоэлектрического резонатора со вторым имитатором реактивности.
Схема этого устройства приведена на фиг. 2. Она является наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству и выбрана в качестве прототипа.
Недостатком известного устройства является малая температурная стабильность и амплитудно-частотной характеристики. В частности при реализации узкополосных фильтров, когда ширина полосы пропускания соизмерима с температурными уходами частот пьезоэлектрических резонаторов в интервале рабочих температур.
Задача изобретения - улучшение температурной стабильности амплитудно-частотной характеристики фильтра.
Поставленная задача решается тем, что в активном пьезоэлектрическом фильтре, содержащем операционный усилитель с отрицательной обратной связью, выход которого является выходом активного пьезоэлектрического фильтра, инвертирующий вход через первый резистор соединен с первым выводом первого пьезоэлектрического резонатора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого является входом фильтра и через третий резистор подключен к первому выводу второго пьезоэлектрического резонатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и через пятый резистор - с общей шиной, при этом вторые выводы первого и второго пьезоэлектрических резонаторов соединены соответственно с первыми выводами первого и второго имитаторов реактивности, вторые выводы имитаторов индуктивности подключены к общей шине, первый и второй имитаторы реактивности выполнены каждый на операционном усилителе с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход которого является первым выводом соответствующего имитатора реактивности, вторым выводом имитатора реактивности является первая обкладка конденсатора, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом и через термозависимый резистивный двухполюсник с выходом операционного усилителя в каждом из имитаторов реактивности.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что первый и второй имитаторы реактивности выполнены каждый на операционном усилителе с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход которого является первым выводом соответствующего имитатора реактивности, вторым выводом имитатора реактивности является первая обкладка конденсатора, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя и через термозависимый двухполюсник с выходом операционного усилителя в каждом из имитаторов индуктивности.
При сравнении заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в науке и технике не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.
На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из операционного усилителя 1 с отрицательной обратной связью 2, выход операционного усилителя является выходом фильтра, инвертирующий вход через резистор 3 соединен с первым выводом пьезоэлектрического резонатора 4 и первым выводом резистора 5, второй вывод резистора 5 является входом фильтра и соединен с первым выводом резистора 6, второй вывод резистора 6 подключен к первому выводу пьезоэлектрического резонатора 7 и первому выводу резистора 8, второй вывод резистора 8 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 1 и через резистор 9 - с общей шиной, при этом вторые выводы резонаторов 4 и 7 соединены соответственно с первыми выводами имитаторов реактивности 10 и 11, вторые выводы которых подключены к общей шине. Имитаторы реактивности 10 и 11 выполнены на операционных усилителях 12 и 13 с отрицательной обратной связью 14 и 15 соответственно, инвертирующий вход операционного усилителя является первым выводом имитатора реактивности, вторым выводом которого является первая обкладка конденсатора 16 и 17, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом операционных усилителей 12 и 13 и через термозависимый резистивный двухполюсник 18 и 19 с выходом операционного усилителя 12 и 13 в каждом из имитаторов реактивности соответственно.
Устройство работает следующим образом.
Представим устройство в виде, показанном на фиг. 3, где пьезоэлектрические резонаторы и имитаторы реактивности, включенные последовательно, заменены одним двухполюсником Q. Для доказательства эквивалентности схемы, представленной на фиг. 3 схеме прототипа (фиг. 2) запишем матрицу проводимостей с учетом обозначений и нумерации узлов (см. табл. 1).
Вычислив определители матрицы Δ11 и Δ16 при условии:
g3, g4, g5, g6 < < g1, g2
g3 = g4, g5 = g6, g1 = g2 = g4
получим, что передаточная функция T16 имеет вид:
Передаточная функция схемы, приведенной на фиг. 3 также, как и схемы, приведенной на фиг. 2, соответствует передаточной функции симметричного моста, в одной паре ветвей которого включена реактивная проводимость Q1, а во второй Q2. Но реактивная проводимость Q представляет собой последовательное включение пьезоэлектрического резонатора Y и имитатора реактивности с входным сопротивлением Zвх. Определим характер сопротивления Zвх, для этого запишем матрицу проводимостей схемы фиг. 4 (см. табл. 2), представляющей собой конвертор сопротивления.
g3, g4, g5, g6 < < g1, g2
g3 = g4, g5 = g6, g1 = g2 = g4
получим, что передаточная функция T16 имеет вид:
Передаточная функция схемы, приведенной на фиг. 3 также, как и схемы, приведенной на фиг. 2, соответствует передаточной функции симметричного моста, в одной паре ветвей которого включена реактивная проводимость Q1, а во второй Q2. Но реактивная проводимость Q представляет собой последовательное включение пьезоэлектрического резонатора Y и имитатора реактивности с входным сопротивлением Zвх. Определим характер сопротивления Zвх, для этого запишем матрицу проводимостей схемы фиг. 4 (см. табл. 2), представляющей собой конвертор сопротивления.
Вычислив определители матриц Δ и Δ11 получим, что:
Входное сопротивление схемы фиг. 4 имеет отрицательный емкостной характер с масштабным множителем, зависящим от соотношения проводимостей g1 и Z(t).
Входное сопротивление схемы фиг. 4 имеет отрицательный емкостной характер с масштабным множителем, зависящим от соотношения проводимостей g1 и Z(t).
Известно, что подключение последовательно с пьезоэлектрическим резонатором емкости приводит к изменению его резонансной частоты. В данной схеме подключение конвертора сопротивления к пьезоэлектрическим резонаторам 4 и 7 имитирует подключение отрицательной емкости и понижает их резонансные частоты, поскольку проводимость определяется суммарной проводимостью входящих в этот двухполюсник резисторов и терморезисторов, ее величина зависит от температуры. Подбирая необходимым образом величины резонаторов и терморезисторов в двухполюснике можно добиться такого изменения входного сопротивления конвертора, которое будет компенсировать естественные температурные изменения частот пьезоэлектрических резонаторов.
Claims (1)
- Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр, содержащий операционный усилитель с отрицательной обратной связью, выход которого является выходом узкополосного активного пьезоэлектрического фильтра, инвертирующий вход через первый резистор соединен с первым выводом первого пьезоэлектрического резонатора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого является входом узкополосного активного пьезоэлектрического фильтра и через третий резистор подключен к первому выводу второго пьезоэлектрического резонатора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и через пятый резистор - с общей шиной, при этом вторые выводы первого и второго пьезоэлектрических резонаторов соединены соответственно с первыми выводами первого и второго имитаторов реактивности, вторые выводы которых подключены к общей шине, отличающийся тем, что первый и второй имитаторы реактивности выполнены каждый на операционном усилителе с обратной связью, инвертирующий вход которого является первым выводом соответствующего имитатора реактивности, вторым выводом которого является первая обкладка конденсатора, вторая обкладка которого соединена с неинвертирующим входом и через термозависимый резистивный двухполюсник - с выходом операционного усилителя в каждом из имитаторов реактивности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103253A RU2117384C1 (ru) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96103253A RU2117384C1 (ru) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96103253A RU96103253A (ru) | 1998-05-10 |
RU2117384C1 true RU2117384C1 (ru) | 1998-08-10 |
Family
ID=20177143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96103253A RU2117384C1 (ru) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2117384C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571579C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2015-12-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Прецизионный операционный усилитель для радиационно-стойкого биполярно-полевого техпроцесса |
-
1996
- 1996-02-20 RU RU96103253A patent/RU2117384C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571579C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2015-12-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Прецизионный операционный усилитель для радиационно-стойкого биполярно-полевого техпроцесса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Abuelma'atti et al. | Current-mode sinusoidal oscillators using single FTFN | |
Temes et al. | Switched-capacitor filter design using the bilinear z-transform | |
US3886469A (en) | Filter networks | |
RU2117384C1 (ru) | Узкополосный активный пьезоэлектрический фильтр | |
US3895309A (en) | Sub networks for filter ladder networks | |
US4132966A (en) | Single amplifier frequency dependent negative resistor | |
CA1162995A (en) | Switched capacitor bilinear resistors | |
JPH01196910A (ja) | ローパスフィルタ | |
RU2019025C1 (ru) | Активный rc-фильтр | |
US3990025A (en) | Network with a single amplifier for simulating an FDNR circuit | |
CA1063192A (en) | Single amplifier network for simulating an fdnr circuit | |
US4245202A (en) | Floating gyrator having a current cancellation circuit | |
US4158824A (en) | Multi-node immittance network | |
RU2019023C1 (ru) | Активный rc-фильтр | |
CA1063193A (en) | Single amplifier network for simulating a super-inductor circuit | |
US4074215A (en) | Stable gyrator network for simularity inductance | |
Shah et al. | Synthesis of SIFO electronically tunable log-domain universal biquad | |
RU1807555C (ru) | Полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
SU1187241A1 (ru) | Активный @ -фильтр нижних частот | |
RU2171009C1 (ru) | Активный пьезоэлектрический фильтр | |
RU2195070C1 (ru) | Широкополосный активный пьезоэлектрический фильтр | |
SU815868A2 (ru) | Полосовой активный -фильтр | |
US3999154A (en) | Network with single amplifier for simulating FDNR circuit | |
RU2168852C2 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
RU2168851C1 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр |