RU2150782C1 - Arc band filter with pole frequency reduction - Google Patents
Arc band filter with pole frequency reduction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150782C1 RU2150782C1 RU99115550A RU99115550A RU2150782C1 RU 2150782 C1 RU2150782 C1 RU 2150782C1 RU 99115550 A RU99115550 A RU 99115550A RU 99115550 A RU99115550 A RU 99115550A RU 2150782 C1 RU2150782 C1 RU 2150782C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- operational amplifier
- resistors
- capacitor
- terminal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, преимущественно в микроэлектронном исполнении. The 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 подключен 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 n 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 также "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 первые выводы первого резистора и первого конденсатора подключены к второму выводу второго резистора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго конденсатора и к неинвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы первого резистора и первого конденсатора подключены к входу устройства и выходу операционного усилителя соответственно, второй вывод второго конденсатора подключен к первым выводам третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых подключены к общей шине и к инвертирущему входу операционного усилителя соответственно, пятый резистор включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя. Also known is the "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 terminals of the first resistor and the first capacitor connected to the second terminal of the second resistor, the first terminal of which is connected to the first terminal of the second capacitor and to the non-inverting input of the operational amplifier, the second terminals of the first resistor and first capacitor are connected to the input of the device and the output of the operational amplifier accordingly, Tue swarm terminal of the second capacitor is connected to the first terminals of the third and fourth resistors, the second terminals of which are connected to a common bus and to operational amplifier respectively invertiruschemu entry fifth resistor connected between the inverting input and output of the operational amplifier.
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.
Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому устройству является "Полосовой фильтр" (ТИИЭР, 1979, том 67, N 1, с.45, рис. 36), содержащий операционный усилитель, два конденсатора и семь резисторов, причем первый вывод первого конденсатора подключен к первым выводам второго конденсатора и первого резистора, второй вывод второго конденсатора и первый вывод второго резистора подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы первого конденсатора и третьего резистора подключены к общей шине, а первый вывод третьего резистора подключен к второму выводу второго и четвертого резисторов, первые выводы четвертого и пятого резисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы пятого и шестого резисторов подключены к выходу операционного усилителя, первые выводы шестого и седьмого резисторов подключены к второму выводу первого резистора, а второй вывод седьмого резистора является входом устройства. The closest solution in technical essence to the proposed device is the "Band-pass filter" (TIIER, 1979, volume 67, N 1, p. 45, Fig. 36), containing an operational amplifier, two capacitors and seven resistors, and the first output of the first capacitor is connected to the first terminals of the second capacitor and the first resistor, the second terminal of the second capacitor and the first terminal of the second resistor are connected to the non-inverting input of the operational amplifier, the second terminals of the first capacitor and third resistor are connected to a common bus, and the first pin One of the third resistor is connected to the second terminal of the second and fourth resistors, the first terminals of the fourth and fifth resistors are connected to the inverting input of the operational amplifier, the second terminals of the fifth and sixth resistors are connected to the output of the operational amplifier, the first conclusions of the sixth and seventh resistors are connected to the second terminal of the first resistor, and the second terminal of the seventh resistor is the input of the device.
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 инерционность процесса настройки затухания полюса при микроэлектронной реализации устройства. The reason that impedes the achievement of the technical result is the inertia of the 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 заключается в:
- сокращении времени настройки устройства;
- увеличении процента выхода годных изделий при микроэлектронном гибридно-пленочном исполнении.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is:
- reducing device setup time;
- an increase in the percentage of yield for microelectronic hybrid-film performance.
Для достижения технического результата в полосовом ARC-фильтре, содержащем операционный усилитель, два конденсатора и семь резисторов, причем первый вывод первого конденсатора подключен к первым выводам второго конденсатора и первого резистора, второй вывод второго конденсатора и первый вывод второго резистора подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы первого конденсатора и третьего резистора подключены к общей шине, а первый вывод третьего резистора подключен к вторым выводам второго и четвертого резисторов, первые выводы четвертого и пятого резисторов подключены к инвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы пятого и шестого резисторов подключены к выходу операционного усилителя, первые выводы шестого и седьмого резисторов подключены к второму выводу первого резистора, а второй вывод седьмого резистора является входом устройства, причем дополнительно введен восьмой резистор, который включен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя. To achieve a technical result in an in-band ARC filter containing an operational amplifier, two capacitors and seven resistors, the first terminal of the first capacitor connected to the first terminals of the second capacitor and the first resistor, the second terminal of the second capacitor and the first terminal of the second resistor connected to the non-inverting input of the operational amplifier , the second terminals of the first capacitor and the third resistor are connected to the common bus, and the first terminal of the third resistor is connected to the second terminals of the second and fourth Istorov, the first conclusions of the fourth and fifth resistors are connected to the inverting input of the operational amplifier, the second conclusions of the fifth and sixth resistors are connected to the output of the operational amplifier, the first conclusions of the sixth and seventh resistors are connected to the second output of the first resistor, and the second output of the seventh resistor is the input of the device, an eighth resistor is additionally introduced, which is connected between the common bus and the inverting input of the operational amplifier.
Возможность достижения технического результата обусловлена следующими выводами: благодаря введению восьмого резистора с соответствующими связями появилась возможность осуществления неитерационной настройки частоты и затухания полюса путем только увеличения сопротивлений третьего, четвертого, пятого и восьмого 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 пятого резистора и в случае "проскакивания" нужного номинала необходимо было подогнать четвертый резистор, а затем осуществить снова настройку частоты полюса, а затем снова затухание полюса с помощью сопротивления пятого резистора. В предлагаемом устройстве для указанного выше случая достаточно изменить (подогнать) сопротивление восьмого резистора, что не влияет на настройку частоты полюса. The possibility of achieving a technical result is due to the following conclusions: due to the introduction of the eighth resistor with the corresponding connections, it became possible to perform non-iterative tuning of the frequency and the attenuation of the pole by only increasing the resistances of the third, fourth, fifth and eighth resistors, which is especially important for hybrid-film design, where the resistors are 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 fifth resistor, and in the case of a “slipping” of the required value, it was necessary to adjust the fourth resistor, and then adjust the frequency of the pole again, and then attenuate the pole again using the resistance of the fifth resistor. In the proposed device for the above case, it is enough to change (adjust) the resistance of the eighth resistor, which does not affect the setting of the pole frequency.
Доказательство наличия причинно-следственой связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом приведено при рассмотрении работы полосового ARC-фильтра. 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 ARC bandpass filter.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого полосового ARC-фильтра с понижением частоты полюса; на фиг. 2 - семейство амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик. In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed band-pass ARC filter with lowering the frequency of the pole; in FIG. 2 - a family of amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.
Полосовой ARC-фильтр (фиг. 1) содержит операционный усилитель 1, первый резистор 2, первый конденсатор 3, второй резистор 4, второй конденсатор 5, третий 6, четвертый 7, пятый 8, шестой 9, седьмой 10 и восьмой 11 резисторы, причем выход операционного усилителя 1 подключен через последовательно соединенные первый резистор 2, первый конденсатор 3 и шестой резистор 9 к общей шине, первые выводы первого резистора 2 и первого конденсатора 3 подключены к второму выводу второго конденсатора 5, первый вывод которого подключен к первому выводу второго резистора 4 и к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, второй вывод второго резистора 4 подключен к первым выводам третьего 6 и четвертого 7 резисторов, вторые выводы которых подключены к общей шине и к инвертирующему входу операционного усилителя 1, пятый резистор 8 включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 1, восьмой резистор включен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя 1, вторые выводы первого конденсатора 3 и первого резистора 2 подключены соответственно к общей шине и к первым выводам 9 седьмого 10 и шестого 9 резисторов, вторые выводы которых подключены к входу устройства и к выходу операционного усилителя 1 соответственно. The band ARC filter (Fig. 1) contains an operational amplifier 1, a first resistor 2, a first capacitor 3, a second resistor 4, a second capacitor 5, a third 6, a fourth 7, a fifth 8, a sixth 9, a seventh 10 and an eighth 11 resistors, wherein the output of the operational amplifier 1 is connected through a series-connected first resistor 2, the first capacitor 3 and the sixth resistor 9 to a common bus, the first terminals of the first resistor 2 and the first capacitor 3 are connected to the second terminal of the second capacitor 5, the first terminal of which is connected to the first terminal of the second resistor 4 and to the non-inverting input of the operational amplifier 1, the second output of the second resistor 4 is connected to the first terminals of the third 6 and fourth 7 resistors, the second conclusions of which are connected to a common bus and to the inverting input of the operational amplifier 1, the fifth resistor 8 is connected between the inverting input and the output of the operational amplifier 1 , the eighth resistor is connected between the common bus and the inverting input of the operational amplifier 1, the second terminals of the first capacitor 3 and the first resistor 2 are connected respectively to the common bus and to the first output m 9 of the seventh 10 and sixth of 9 resistors, the second conclusions of which are connected to the input of the device and to the output of the operational amplifier 1, respectively.
Работает полосовой ARC-фильтр следующим образом. The band-pass ARC filter operates as follows.
Входной гармонический сигнал подается на вход устройства, проходит через него и поступает на выход полосового ARC-фильтра. The harmonic input signal is fed to the input of the device, passes through it and fed to the output of the band-pass ARC filter.
В результате полосовым ARC-фильтром реализуется передаточная функция с понижением частоты полюса:
где M - масштабный коэффициент передачи,
dp, ωp затухание и частота полюса,
p - оператор Лапласа.As a result, the band-pass ARC filter implements the transfer function with lowering the pole frequency:
where M is the scale transmission coefficient,
d p , ω p the 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, R7, R8, - сопротивления первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 8, восьмого 11, седьмого 10 и шестого 9 резисторов;
C1, C2 - емкости первого 3 и второго 5 конденсаторов;
τ1 = R1C1, τ2 = R2C2 - постоянные времени частотозадающей 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 , R 7 , R 8 , - the resistance of the first 2, second 4, third 6, fourth 7, fifth 8, eighth 11, seventh 10 and sixth 9 resistors ;
C 1 , C 2 - capacitance of the first 3 and second 5 capacitors;
τ 1 = R 1 C 1 , τ 2 = R 2 C 2 - time constants of the frequency-setting circuit.
Из анализа приведенных формул, определяющих частоту и затухание полюса, следует, что частота полюса является функцией, зависящей от отношения сопротивлений третьего 6 и четвертого 7 резисторов и не зависящей от сопротивлений пятого 8 и восьмого 11 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 resistances of the third 6 and fourth 7 resistors and does not depend on the resistances of the fifth 8 and eighth 11 resistors.
В свою очередь затухание полюса зависит от отношения пятого 8 и восьмого 11 резисторов. Благодаря этому в предлагаемом полосовом ARC-фильтре возможна независимая неинерционная настройка частоты полюса ωp , а затем затухания полюса dp, причем только за счет увеличения сопротивлений резисторов R3 и R4, R5 и R6 соответственно, что особенно важно для микроэлектронного гибридно-пленочного исполнения, где подгонка резисторов осуществляется только путем увеличения их номинала.In turn, the pole attenuation depends on the ratio of the fifth 8th and eighth 11th resistors. Due to this, in the proposed band ARC filter, independent non-inertial tuning of the frequency of the pole ω p and then the attenuation of the pole d p is possible, and only by increasing the resistances of the resistors R 3 and R 4 , R 5 and R 6, respectively, which is especially important for microelectronic hybrid -film performance, where the fitting of resistors is carried out only by increasing their nominal value.
На фиг. 2 приведены графики, иллюстрирующие изменение формы АЧХ ФЧХ при изменении сопротивления восьмого резистора 11. Как видно из этих графиков, фазовый сдвиг на частоте полюса оставался неизменным, что подтверждает сделанные выводы (т.е. ωp = const ).In FIG. Figure 2 shows graphs illustrating the change in the shape of the frequency response of the phase response when changing the resistance of the eighth resistor 11. 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).
Таким образом, благодаря введению восьмого резистора в полосовом ARC-фильтре достигнуто упрощение настройки. Thus, due to the introduction of the eighth resistor in the band-pass ARC filter, simplification of tuning is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115550A RU2150782C1 (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Arc band filter with pole frequency reduction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115550A RU2150782C1 (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Arc band filter with pole frequency reduction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2150782C1 true RU2150782C1 (en) | 2000-06-10 |
Family
ID=20222787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99115550A RU2150782C1 (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Arc band filter with pole frequency reduction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2150782C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688237C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-05-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Band-pass arc filter on two operational amplifiers with frequency reduction of pole and independent adjustment of main parameters |
| RU2697944C1 (en) * | 2019-02-25 | 2019-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Band-pass filter of the second order with independent adjustment of main parameters |
| RU2701038C1 (en) * | 2019-02-27 | 2019-09-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters |
| RU2704530C1 (en) * | 2019-03-07 | 2019-10-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Broadband band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient |
| 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
- 1999-07-13 RU RU99115550A patent/RU2150782C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Тииэр. - М.: Мир, 1979, т.67, N 1, с.45, рис.36. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688237C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-05-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Band-pass arc filter on two operational amplifiers with frequency reduction of pole and independent adjustment of main parameters |
| RU2697944C1 (en) * | 2019-02-25 | 2019-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Band-pass filter of the second order with independent adjustment of main parameters |
| RU2701038C1 (en) * | 2019-02-27 | 2019-09-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters |
| RU2704530C1 (en) * | 2019-03-07 | 2019-10-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Broadband band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient |
| 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 |
|---|---|---|
| RU2677362C1 (en) | Active rc filter | |
| Senani | Novel mixed-mode universal biquad configuration | |
| RU2150782C1 (en) | Arc band filter with pole frequency reduction | |
| RU2154337C1 (en) | Bandpass arc filter | |
| US7504906B2 (en) | Method for manufacturing an equalizer | |
| RU2149500C1 (en) | Active high-frequency rc filter | |
| RU2149501C1 (en) | Active high-frequency rc filter | |
| RU2694134C1 (en) | Band pass arc-filter on two operational amplifiers with increase in pole frequency and independent adjustment of main parameters | |
| RU2165673C1 (en) | Automatic remote control bandpass filter | |
| JPH0322727B2 (en) | ||
| CA1112726A (en) | Multiple pole bandpass filter having monolithic crystal elements | |
| US6549066B1 (en) | Efficient implementation of a complex filter with on chip resistor tuning | |
| RU2721404C1 (en) | Active rc-filter with independent adjustment of main parameters | |
| RU2517323C1 (en) | Tunable band-pass arc-filter | |
| RU2019023C1 (en) | Active rc filter | |
| RU2149499C1 (en) | Universal active rc filter | |
| RU2722602C1 (en) | Second-order active band-pass filter with independent adjustment of main parameters | |
| RU2019025C1 (en) | Active rc filter | |
| RU2718830C1 (en) | Band-pass filter of the second order with independent adjustment of main parameters | |
| RU2718709C1 (en) | Band-pass filter with independent adjustment of main parameters | |
| RU2720558C1 (en) | Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters | |
| RU2089041C1 (en) | Active rc filter | |
| RU2722752C1 (en) | Band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient | |
| RU2095938C1 (en) | Analog low-pass filter | |
| SU1133656A1 (en) | Tuneable active second-order low-pass rc-filter with attenuation pole |