RU2292111C1 - Фазовое звено - Google Patents
Фазовое звено Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292111C1 RU2292111C1 RU2005118233/09A RU2005118233A RU2292111C1 RU 2292111 C1 RU2292111 C1 RU 2292111C1 RU 2005118233/09 A RU2005118233/09 A RU 2005118233/09A RU 2005118233 A RU2005118233 A RU 2005118233A RU 2292111 C1 RU2292111 C1 RU 2292111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- link
- output
- phase
- operational amplifier
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в реализации линий задержки, фазовращателей и фазовых корректирующих устройствах с высокими показателями качества. Технический результат заключается в увеличении динамического диапазона и устойчивости фазового звена третьего порядка в ARLC элементном базисе. За счет соединения параллельно конденсатору (С2) элемента индуктивности (L1), соединенного одной точкой с корпусом, а другой - через первый конденсатор (C1) - с неинвертирующим входом операционного усилителя (μ), который через первый резистор (R1) подключен к входу фазового звена, а он через второй резистор (R2) соединен с инвертирующим входом операционного усилителя (μ), который через третий резистор (R3) соединен с выходом операционного усилителя, являющимся выходом звена, обеспечивается более низкое значение активной чувствительности. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в каналообразующей аппаратуре для реализации устройств обработки фазового спектра сигналов с высокими показателями качества.
Целью изобретения является увеличение динамического диапазона и устойчивости активных фазовых звеньев третьего порядка. Цель достигается использованием элемента индуктивности в топологии схемы и получение графа цепи, обеспечивающего лучшие показатели качества.
Сущность изобретения состоит в том, что за счет подключения входа звена через первый резистор (R1) к неинвертируемому, а через второй резистор (R2) к инвертируемому входам операционного усилителя (μ1), выход которого, являясь выходом фазового звена третьего порядка, подключен через третий резистор (R3) к инвертируемому своему входу, а неинвертируемый вход дополнительно подключен через первый (С1) и второй (С2) конденсаторы к корпусу, который через элемент индуктивности (L1) соединен с общей их точкой включения, происходит увеличение динамического диапазона и устойчивости фазового звена в результате уменьшения значений чувствительности передаточных функций к отключению параметра усиления (фиг.1).
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в линиях задержки, фазовращателях и фазовых корректирующих устройствах.
Наиболее близким по технической сущности является устройство (прототипом к предлагаемому изобретению "Активное фазовое звено третьего порядка". Авторское свидетельство №995277 от 08.10.1982 г., по межд. классу Н 03 Н 11/18, Б.Ф.Змий, А.Н.Дружинин, опуб. 07.02.1983 г., бюл. №5), содержащее двенадцать резисторов, пять конденсаторов и один операционный усилитель (фиг.2). Использование раздельного формирования коэффициентов RC-ветвями в звене приводит к избыточному числу элементов, что с точки зрения минимизации среднеквадратичной чувствительности удобно, но величина достаточно велика.
Задача, на решение которой направлено патентуемое устройство, состоит в увеличении динамического диапазона и устойчивости фазового звена третьего порядка в ARLC элементном базисе. Цель достигается включением элемента индуктивности в топологию схемы таким образом, чтобы обеспечить более низкое значение активной чувствительности (L0).
Соотношения, связывающие показатели качества (стабильность, динамический диапазон, устойчивость) с функциями чувствительности: L0 и , где Nl - число элементов цепи и SH - среднеквадратичная чувствительность передаточной функции к отклонениям параметров элементов (li) четырехполюсника, указывают на необходимость уменьшения их значений. То есть минимизация в пространстве структур и параметров элементов звеньев обеспечивает максимальные показатели качества фазовых устройствах в целом.
Применение резистивного делителя на одном из входов дифференциального усилителя позволяет почти вдвое сократить число пассивных элементов. Но изменение способа подключения элементов ведет к изменению топологии, что в свою очередь приводит к изменению свойств цепи и ее показателей качества. Существуют оптимальные топологии цепей для этого в задаче синтеза оптимальных топологий цепей в общем случае необходимо определить некий оператор F, принадлежащий классу физически реализуемых, такой, чтобы
GF - множество физически реализуемых операторов;
запись Ф(FЭ) символически отображает зависимость целевой функции от оператора EЭ и является функцией оптимизации некоторых условий;
Мх - пространство параметров элементов.
Для активных фазовых четырехполюсников при использовании графов такую задачу можно свести к поиску закономерности объединения вершин и дуг графа:
где Gi=Gi(Ai, xi, Гi)
считая х - множеством вершин графа, А - множеством ребер, Г - закон, устанавливающий взаимную принадлежность элементов множеств х и А. Процедуру реализации характеристик цепи с помощью графов можно рассматривать как последовательность двух этапов. Первый из них представляет переход от заданной передаточной функции к ее графу. Второй - переход от полученного графа к исходной цепи.
Процессом синтеза цепей с помощью графов на различных его переходах управляют критерии оптимальности, и процесс синтеза может быть представлен структурной схемой, изображенной на фиг.3. Целесообразным является выделение из общего многообразия такого графа, который бы соответствовал оптимальной структуре синтезируемой цепи.
Технически результат достигается тем, что в фазовое звено, содержащее операционный усилитель, выход которого является выходом фазового звена третьего порядка, с подключенным к неинвертирующему входу одним выводом первого резистора, последовательно включенные вход звена, второй и третий резисторы и последовательно соединенные первый и второй конденсаторы, отличающиеся тем, что второй вывод первого резистора соединен с входом звена, инвертирующий вход усилителя подключен в точку соединения второго и третьего резисторов, причем свободным выводом третий резистор подключен к выходу звена, а неинвертирующий вход дополнительно включен через первый и второй конденсаторы к корпусу, который через элемент индуктивности соединен с общей их точкой соединения.
Принципиальная схема заявляемого фазового звена представлена на чертеже (фиг.1), где R1, R2, и R3 - соответственно первый, второй и третий резисторы; С1 - первый и С2 - второй конденсаторы, L1 - первая индуктивность и μ1 - (первый) операционный усилитель, с коэффициентом усиления μ≥104 (чем больше значение μ, тем строже выполнение аналитического выражения, описывающего передаточную функцию звена третьего порядка).
Работа заявляемого звена при выполнении условия R2=R3 определяется передаточной функцией
Из нее следуют уравнения для определения параметров элементов, решения которых следующие:
где Ri=1/Gi, a0, a1 и a2 - коэффициенты передаточной функции, известные из решения задачи аппроксимации требуемой характеристики группового времени запаздывания (или фазочастотной характеристики).
Частотные характеристики заявляемого фазового звена третьего порядка с передаточной функцией, определяемой коэффициентами полинома Гурвица V(р)=p3+1,1p2+1,1p+1, представлены на фиг.4, а частотные зависимости чувствительности к отклонению параметров активного элемента для прототипа и заявляемого фазового звена (при Qρ=10, ) приведены на фиг.5.
Из приведенного расчета следует, что на 25% величина L0 у заявляемого фазового звена ниже, чем у прототипа, следовательно, его качественные показатели будут лучше, чем у прототипа.
Звено сохраняет простоту перестройки прототипа. Оно удобно в расчете и при построении фазовых устройств с управляемыми характеристиками: величина С1 определяет частоту, a R1 - величину добротности полюса.
Дополнительным эффектом является возможность повышения технологичности производства фазовых корректоров и линий задержки. Для фазовых звеньев третьего порядка проблема уменьшения числа пассивных элементов ставится остро, так как их число явно избыточно. Поскольку требуется в общем случае четыре Т-образных моста, что приводит к увеличению площади подложки, занимаемой пассивными элементами.
Входом фазового звена 1 является соединение выводов первого R1 и второго R2 резисторов, вторыми выводами первый резистор соединен с неинвертируемым входом операционного усилителя μ1, который через первую емкость С1 подключен к соединению выводов первой индуктивности L1 и второй емкости С2, противоположные выводы которых подсоединены к корпусу; второй резистор R2 - с инвертируемым входом, который через третий резистор R3 подключен к выходу усилителя μ1, являющимся выходом фазового звена третьего порядка 2.
Claims (1)
- Фазовое звено содержит операционный усилитель, выход которого является выходом звена третьего порядка, с подключенным к неинвертирующему входу одним выводом первого резистора, последовательно включенные вход звена, второй и третий резисторы и последовательно соединенные первый и второй конденсаторы, отличающееся тем, что второй вывод первого резистора соединен с входом звена, инвертирующий вход усилителя подключен в точку соединения второго и третьего резисторов, причем свободным выводом третий резистор подключен к выходу звена, а неинвертирующий вход дополнительно включен через первый и второй конденсаторы к корпусу, который через элемент индуктивности соединен с общей их точкой соединения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118233/09A RU2292111C1 (ru) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Фазовое звено |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118233/09A RU2292111C1 (ru) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Фазовое звено |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005118233A RU2005118233A (ru) | 2006-12-20 |
RU2292111C1 true RU2292111C1 (ru) | 2007-01-20 |
Family
ID=37666582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005118233/09A RU2292111C1 (ru) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Фазовое звено |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292111C1 (ru) |
-
2005
- 2005-06-14 RU RU2005118233/09A patent/RU2292111C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОСЫЙ Н.Д. Электрические фильтры. Киев: Гос. изд. техн. лит-ры УССР. - 1960, с.58, рис.1.43б. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005118233A (ru) | 2006-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380825C2 (ru) | Перестраиваемый полосовой фильтр | |
Sotner et al. | Reconnection-less OTA-based biquad filter with electronically reconfigurable transfers | |
Senani | Novel mixed-mode universal biquad configuration | |
Yongan | Current-mode sixth-order elliptic band-pass filter using MCDTAs | |
RU2292111C1 (ru) | Фазовое звено | |
RU2372711C1 (ru) | Полосовой высокоизбирательный lc-фильтр | |
US9124251B2 (en) | Two stage source-follower based filter | |
Ivanov et al. | Universal programmable DC amplifier for low frequency noise measurements | |
RU156095U1 (ru) | Полосовой перестраиваемый фильтр | |
RU2341891C2 (ru) | Активный фильтр нижних частот четвертого порядка с нулем передачи | |
KR101485538B1 (ko) | Q 팩터 강화 회로 및 이를 이용한 rf 필터 | |
RU171584U1 (ru) | Перестраиваемый режекторный фильтр | |
RU2249910C2 (ru) | Активный фнч третьего порядка с нулем передачи | |
JP4936128B2 (ja) | 損失補償回路 | |
RU165602U1 (ru) | Активный rc-фазовый контур | |
JP2007221444A (ja) | アクティブキャパシタ | |
RU2706181C1 (ru) | Активная фазовращающая система | |
US3223941A (en) | Adjustable frequency bridge circuit | |
RU2277756C1 (ru) | Активный фильтр нижних частот четвертого порядка | |
Srivastava | VDTA based fractional order universal filter | |
RU2517323C1 (ru) | Полосовой перестраиваемый arc-фильтр | |
RU2688237C1 (ru) | Полосовой arc-фильтр на двух операционных усилителях с понижением частоты полюса и независимой подстройкой основных параметров | |
RU2242840C1 (ru) | Активный фильтр нижних частот третьего порядка | |
Pantoli et al. | High efficiency active filter | |
RU2388140C2 (ru) | Активный фильтр верхних частот четвертого порядка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070615 |