RU2149500C1 - Active high-frequency rc filter - Google Patents
Active high-frequency rc filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149500C1 RU2149500C1 RU99111922A RU99111922A RU2149500C1 RU 2149500 C1 RU2149500 C1 RU 2149500C1 RU 99111922 A RU99111922 A RU 99111922A RU 99111922 A RU99111922 A RU 99111922A RU 2149500 C1 RU2149500 C1 RU 2149500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- output
- operational amplifier
- capacitor
- resistors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах преимущественно в микроэлектронном исполнении. The present invention relates to radio engineering and can be used in selective radio-electronic devices mainly in microelectronic performance.
Известен "Полосовой активный RC-фильтр" (СССР. А.с. N 785954, М. кл.3 H 03 H 7/01, опубл. 07.12.80, бюл. N 45), содержащий Т-мост с перекрывающей ветвью, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом Т-моста и одним концом перекрывающей ветви, и делитель напряжения, подключенный параллельно выходу фильтра, делитель напряжения выполнен с двумя отводами, первый из которых соединен с другим концом перекрывающей ветви, а второй - с неинвертирующим входом операционного усилителя, при этом вход Т-моста и выход операционного усилителя подключены к входу делителя напряжения. The well-known "Band-pass active RC filter" (USSR. A.S. N 785954, M. class. 3 H 03 H 7/01, publ. 07.12.80, bull. N 45), containing a T-bridge with an overlapping branch, an operational amplifier, the inverting input of which is connected to the output of the T-bridge and one end of the overlapping branch, and a voltage divider connected parallel to the output of the filter, the voltage divider is made with two taps, the first of which is connected to the other end of the overlapping branch, and the second to the non-inverting input operational amplifier, while the input of the T-bridge and the output of the operational amplifier is connected us to the input of the voltage divider.
Признаками этого устройства, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения, являются операционный усилитель, резисторы и конденсаторы. The signs of this device, which coincide with the features of the proposed technical solution, are an operational amplifier, resistors and capacitors.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является итерационность процесса настройки затухания полюса при микроэлектронной реализации устройства. The reason that impedes the achievement of the technical result is the iterative process of tuning the attenuation of the pole during microelectronic implementation of the device.
Известен активный RC-фильтр верхних частот (В кн.: Мошиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров: Пер. с английского.-М.: Мир, 1984, стр. 63, рис. 5.11), содержащий операционный усилитель, четыре резистора и три конденсатора, причем первые выводы первого и второго резисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, а их вторые выводы - к общей шине и к выходу операционного усилителя соответственно, первый вывод первого конденсатора подключен к первым выводам второго и третьего конденсаторов и третьего резистора, вторые выводы первого, второго, третьего конденсаторов и второй вывод третьего резистора подключены к входу устройства, общей шине, неинвертирующему входу операционного усилителя и выходу операционного усилителя соответственно, четвертый резистор подключен между неинвертирующим входом операционного усилите ля и общей шиной. The active high-pass RC filter is known (In the book: G. Moshits, P. Horn. Designing Active Filters: Translated from English.-M.: Mir, 1984, p. 63, Fig. 5.11), containing an operational amplifier, four a resistor and three capacitors, the first conclusions of the first and second resistors connected to the inverting input of the operational amplifier, and their second conclusions to the common bus and to the output of the operational amplifier, respectively, the first output of the first capacitor is connected to the first outputs of the second and third capacitors and the third resistor, second conclusions n the first-, second and third capacitors and the second terminal of the third resistor connected to the input device, the shared bus, the non-inverting input of the operational amplifier and the output of the operational amplifier, respectively, a fourth resistor connected between the noninverting input of the operational and A will strengthen the common bus.
Признаками этого устройства, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения, являются операционный усилитель, резисторы и конденсаторы. The signs of this device, which coincide with the features of the proposed technical solution, are an operational amplifier, resistors and capacitors.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является зависимость настройки частоты и затухания полюса, что делает затруднительным изготовление устройства в микроэлектронном гибридно-пленочном исполнении. The reason that impedes the achievement of the technical result is the dependence of the frequency setting and the pole attenuation, which makes it difficult to manufacture the device in a microelectronic hybrid-film design.
Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому устройству является и активный RC-фильтр нижних частот (СССР, А.с. N 1187241, М. кл. 4 H 03 H 11/12, опубл. 23.10.85, бюл. N 39), содержащий операционный усилитель, два конденсатора и пять резисторов, причем первый вывод первого резистора подключен к общей шине, а его второй вывод - к второму выводу второго резистора, первый вывод второго резистора подключен к первому выводу третьего резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод третьего резистора подключен к выходу операционного усилителя, первый вывод первого конденсатора подключен к первым выводам четвертого и пятого резисторов, вторые выводы четвертого резистора, первого конденсатора и пятого резистора подключены соответственно к входу устройства, к выходу операционного усилителя, к первому выводу второго конденсатора и неинвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод второго конденсатора подключен к вторым выводам первого и второго резисторов. The closest solution in technical essence to the proposed device is an active RC low-pass filter (USSR, A.S. N 1187241, M. class. 4 H 03 H 11/12, publ. 23.10.85, bull. N 39) containing an operational amplifier, two capacitors and five resistors, the first output of the first resistor connected to the common bus, and its second output to the second output of the second resistor, the first output of the second resistor connected to the first output of the third resistor and to the inverting input of the operational amplifier, the second the output of the third resistor is connected to the op an operational amplifier, the first output of the first capacitor is connected to the first outputs of the fourth and fifth resistors, the second outputs of the fourth resistor, the first capacitor and the fifth resistor are connected respectively to the input of the device, to the output of the operational amplifier, to the first output of the second capacitor and the non-inverting input of the operational amplifier, the second output the second capacitor is connected to the second terminals of the first and second resistors.
Признаками этого устройства, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения, являются операционный усилитель, резисторы и конденсаторы. The signs of this device, which coincide with the features of the proposed technical solution, are an operational amplifier, resistors and capacitors.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является итерационность процесса настройки затухания полюса при микроэлектронной реализации устройства. The reason that impedes the achievement of the technical result is the iterative process of tuning the attenuation of the pole during microelectronic implementation of the device.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении настройки частоты и затухания полюса. The problem to which the invention is directed, is to simplify the tuning of the frequency and attenuation of the pole.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения:
- сокращение времени настройки устройства;
- увеличение процента выхода годных изделий при микроэлектронном гибридно-пленочном исполнении.The technical result that can be obtained by carrying out the invention:
- reduction in device setup time;
- an increase in the percentage of yield for microelectronic hybrid-film performance.
Для достижения указанного технического результата в активный RC-фильтр верхних частот, содержащий операционный усилитель, два конденсатора и пять резисторов, причем первый вывод первого резистора подключен к общей шине, а его второй вывод - к второму выводу второго резистора, первый вывод второго резистора подключен к первому выводу третьего резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя, второй вывод третьего резистора подключен к выходу операционного усилителя, первый вывод четвертого резистора подключен к первому выводу первого конденсатора, вторые выводы пятого резистора и второго конденсатора подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя, дополнительно введен шестой резистор, который подключен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя, первые выводы первого конденсатора и четвертого резистора подключены к первому выводу второго конденсатора, первый вывод пятого резистора подключен к вторым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы первого конденсатора и четвертого резистора подключены к входу устройства и выходу операционного усилителя соответственно. To achieve the technical result, an active high-pass RC filter contains an operational amplifier, two capacitors and five resistors, the first output of the first resistor connected to a common bus, and its second output to the second output of the second resistor, the first output of the second resistor connected to the first terminal of the third resistor and to the inverting input of the operational amplifier, the second terminal of the third resistor is connected to the output of the operational amplifier, the first terminal of the fourth resistor is connected to the first terminal the first capacitor, the second terminals of the fifth resistor and the second capacitor are connected to the non-inverting input of the operational amplifier, an additional sixth resistor is inserted, which is connected between the common bus and the inverting input of the operational amplifier, the first conclusions of the first capacitor and the fourth resistor are connected to the first terminal of the second capacitor, the first terminal of the fifth a resistor is connected to the second terminals of the first and second resistors, the second terminals of the first capacitor and the fourth resistor are connected to the input oystva and output operational amplifier, respectively.
Возможность достижения технического результата обусловлена следующими выводами: благодаря введению шестого резистора с соответствующими связями появилась возможность осуществления неитерационной настройки частоты и затухания полюса путем только увеличения сопротивлений первого, второго, третьего и шестого резисторов, что особенно важно при гибридно-пленочном исполнении, где подгонка сопротивлений резисторов осуществляется только в сторону их увеличения. В устройстве - прототипе настройка затухания полюса осуществляется с помощью подгонки сопротивления третьего резистора и в случае "проскакивания" нужного номинала необходимо было подгонять четвертый резистор, а затем осуществить снова настройку частоты полюса, а затем снова затухание полюса с помощью сопротивления третьего резистора. В предлагаемом устройстве для указанного выше случая достаточно изменить (подогнать) сопротивление шестого резистора, что не влияет на настройку частоты полюса. The possibility of achieving a technical result is due to the following conclusions: thanks to the introduction of a sixth resistor with corresponding connections, it became possible to perform non-iterative tuning of the frequency and attenuation of the pole by only increasing the resistances of the first, second, third, and sixth resistors, which is especially important for hybrid-film design, where the resistance of resistors is adjusted carried out only in the direction of their increase. In the prototype device, the pole attenuation is adjusted by adjusting the resistance of the third resistor, and in the event of a “slipping” of the desired value, it was necessary to adjust the fourth resistor, and then adjust the pole frequency again, and then the pole attenuation again using the resistance of the third resistor. In the proposed device for the above case, it is enough to change (adjust) the resistance of the sixth resistor, which does not affect the setting of the pole frequency.
Доказательство наличия причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом приведено при рассмотрении работы активного RC-фильтра верхних частот. The proof of the presence of a causal relationship between the set of essential features of the invention and the achieved technical result is given when considering the operation of an active high-pass RC filter.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого активного RC-фильтра верхних частот, а на фиг. 2 - семейство амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed active RC high-pass filter, and in FIG. 2 - a family of amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.
Активный RC-фильтр верхних частот (фиг. 1) содержит операционный усилитель 1, первый, второй, третий и четвертый резисторы 2, 3, 4, 5, первый конденсатор 6, пятый резистор 7, второй конденсатор 8, резистор 9, причем инвертирующий вход операционного усилителя 1 подключен к общей шине посредством последовательно соединенных резисторов - первого 2 и второго 3, первый вывод первого резистора 2 подключен к общей шине, а его второй вывод - к второму выводу второго резистора 3, первый вывод второго резистора 3 подключен к первому выводу третьего резистора 4 и к инвертирующему входу операционного усилителя 1, второй вывод третьего резистора 4 подключен к выходу операционного усилителя 1, первый вывод четвертого резистора 5 подключен к первому выводу первого конденсатора 6, вторые выводы пятого резистора 7 и второго конденсатора 8 подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, шестой резистор 9 подключен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя 1, первые выводы первого конденсатора 6 и четвертого резистора 5 подключены к первому выводу второго конденсатора 8, первый вывод пятого резистора 7 подключен к вторым выводам первого и второго резисторов 2, 3, вторые выводы первого конденсатора 6 и четвертого резистора 5 подключены к входу устройства и выходу операционного усилителя 1 соответственно. Active RC high-pass filter (Fig. 1) contains an operational amplifier 1, first, second, third and fourth resistors 2, 3, 4, 5, a first capacitor 6, a fifth resistor 7, a second capacitor 8, a resistor 9, and the inverting input operational amplifier 1 is connected to a common bus through series-connected resistors - first 2 and second 3, the first output of the first resistor 2 is connected to a common bus, and its second output to the second output of the second resistor 3, the first output of the second resistor 3 is connected to the first output of the third resistor 4 and k and to the inverting input of the operational amplifier 1, the second terminal of the third resistor 4 is connected to the output of the operational amplifier 1, the first terminal of the fourth resistor 5 is connected to the first terminal of the first capacitor 6, the second terminals of the fifth resistor 7 and the second capacitor 8 are connected to the non-inverting input of the operational amplifier 1, the sixth resistor 9 is connected between the common bus and the inverting input of the operational amplifier 1, the first terminals of the first capacitor 6 and the fourth resistor 5 are connected to the first terminal of the second capacitor 8, p The first terminal of the fifth resistor 7 is connected to the second terminals of the first and second resistors 2, 3, the second terminals of the first capacitor 6 and the fourth resistor 5 are connected to the input of the device and the output of the operational amplifier 1, respectively.
Работает активный RC-фильтр верхних частот следующим образом. The active RC high-pass filter operates as follows.
Входной гармонический сигнал подается на вход устройства, проходит через него и поступает на выход активного RC-фильтра верхних частот. The input harmonic signal is fed to the input of the device, passes through it and goes to the output of the active high-pass RC filter.
В результате активным RC-фильтром реализуется передаточная функция
где М - масштабный коэффициент передачи,
dp,ωp - затухание и частота полюса,
p - оператор Лапласа.As a result, an active RC filter implements the transfer function
where M is the scale transmission coefficient,
d p , ω p - attenuation and frequency of the pole,
p is the Laplace operator.
Параметры передаточной функции (1) определяются по формулам
В формулах (2) - (4) приняты следующие обозначения:
R1, R2, R3, R4, R5, R6 - сопротивления четвертого, пятого, первого, второго, третьего и шестого резисторов 5, 7, 2, 3, 4, 9 соответственно, C1 и C2 - емкости первого и второго конденсаторов 6, 8,
τ1= R1C1, τ2= R2C2 - постоянные времени частозадающей цепи.The parameters of the transfer function (1) are determined by the formulas
In formulas (2) - (4), the following notation is used:
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 - the resistance of the fourth, fifth, first, second, third and sixth resistors 5, 7, 2, 3, 4, 9, respectively, C 1 and C 2 - capacities of the first and second capacitors 6, 8,
τ 1 = R 1 C 1 , τ 2 = R 2 C 2 - time constants of the frequency-setting chain.
Из анализа приведенных формул, определяющих частоту и затухание полюса, следует, что частота полюса является функцией, зависящей от отношения сопротивления первого 2 и второго 3 резисторов и не зависящей от сопротивлений третьего 4 и шестого 9 резисторов. From the analysis of the above formulas that determine the frequency and the attenuation of the pole, it follows that the frequency of the pole is a function that depends on the ratio of the resistance of the first 2 and second 3 resistors and does not depend on the resistance of the third 4 and sixth 9 resistors.
В свою очередь затухание полюса зависит от отношения сопротивлений третьего 4 и шестого 9 резисторов. Благодаря этому в предлагаемом активном RC-фильтре верхних частот возможна независимая неитерационная настройка частоты полюса ωp, a затем затухание полюса dp, причем только за счет увеличения сопротивлений первого 2 (R3) и второго 3 (R4) резисторов, и третьего 4 (R5) и шестого 9 (R6) резисторов соответственно, что особенно важно для микроэлектронного гибридно-пленочного устройства, где подгонка резисторов осуществляется только увеличением их номинала.In turn, the pole attenuation depends on the ratio of the resistances of the third 4 and sixth 9 resistors. Due to this, in the proposed active high-pass RC filter, an independent non-iterative tuning of the pole frequency ω p is possible, and then the pole d attenuation d p , and only by increasing the resistances of the first 2 (R 3 ) and second 3 (R 4 ) resistors, and the third 4 (R 5 ) and the sixth 9 (R 6 ) resistors, respectively, which is especially important for a microelectronic hybrid-film device, where the resistors are adjusted only by increasing their nominal value.
На фиг. 2 приведены графики, иллюстрирующие изменение формы АЧХ и ФЧХ при изменении сопротивления шестого резистора 9. Как видно из этих графиков, фазовый сдвиг на частоте полюса оставался неизменным, что подтверждает сделанные выводы (т.е. ωp= const).
Таким образом, благодаря введению шестого резистора в активном RC-фильтре верхних частот достигнуто упрощение настройки.In FIG. Figure 2 shows graphs illustrating the change in the shape of the frequency response and phase response when the resistance of the sixth resistor 9 changes. As can be seen from these graphs, the phase shift at the pole frequency remained unchanged, which confirms the conclusions made (i.e., ω p = const).
Thus, by introducing a sixth resistor in the active high-pass RC filter, simplification of tuning is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111922A RU2149500C1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Active high-frequency rc filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111922A RU2149500C1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Active high-frequency rc filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2149500C1 true RU2149500C1 (en) | 2000-05-20 |
Family
ID=20220841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99111922A RU2149500C1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Active high-frequency rc filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2149500C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694135C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-07-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | High-frequency arc-filter with independent adjustment of main parameters |
| RU2730172C1 (en) * | 2020-03-13 | 2020-08-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Universal active rc-filter of second order on multi-differential operational amplifiers |
| RU2748610C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) | Fourth-order broadband bandpass filter with single input and paraphase output |
-
1999
- 1999-06-01 RU RU99111922A patent/RU2149500C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Справочник по расчету и проектированию ARC - схем/Под ред.проф.Ланнэ А.А. - М.: Радио и связь, 1984, с.172, табл.4.6, схема 5, с.170, табл.4.5, схема 3. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694135C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-07-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | High-frequency arc-filter with independent adjustment of main parameters |
| RU2730172C1 (en) * | 2020-03-13 | 2020-08-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Universal active rc-filter of second order on multi-differential operational amplifiers |
| RU2748610C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) | Fourth-order broadband bandpass filter with single input and paraphase output |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4253069A (en) | Filter circuit having a biquadratic transfer function | |
| US3946328A (en) | Functionally tunable active filter | |
| RU2677362C1 (en) | Active rc filter | |
| JPS6244443B2 (en) | ||
| RU2149500C1 (en) | Active high-frequency rc filter | |
| RU2150782C1 (en) | Arc band filter with pole frequency reduction | |
| RU2154337C1 (en) | Bandpass arc filter | |
| Pradhan et al. | Generation of OTRA-based inverse all pass and inverse band reject filters | |
| RU2694134C1 (en) | Band pass arc-filter on two operational amplifiers with increase in pole frequency and independent adjustment of main parameters | |
| TWI379524B (en) | Equalizer, group delay compensation circuit for the equalizer and method of compensating for group delay in the equalizer | |
| RU2149501C1 (en) | Active high-frequency rc filter | |
| RU2165673C1 (en) | Automatic remote control bandpass filter | |
| JPH0322727B2 (en) | ||
| US6549066B1 (en) | Efficient implementation of a complex filter with on chip resistor tuning | |
| RU2718830C1 (en) | Band-pass filter of the second order with independent adjustment of main parameters | |
| RU2722602C1 (en) | Second-order active band-pass filter with independent adjustment of main parameters | |
| RU2019023C1 (en) | Active rc filter | |
| RU2517323C1 (en) | Tunable band-pass arc-filter | |
| RU2718709C1 (en) | Band-pass filter with independent adjustment of main parameters | |
| RU2721404C1 (en) | Active rc-filter with independent adjustment of main parameters | |
| RU2722752C1 (en) | Band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient | |
| RU2019025C1 (en) | Active rc filter | |
| RU2720558C1 (en) | Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters | |
| RU2149499C1 (en) | Universal active rc filter | |
| RU2688237C1 (en) | Band-pass arc filter on two operational amplifiers with frequency reduction of pole and independent adjustment of main parameters |