RU2340079C1 - Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр - Google Patents
Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2340079C1 RU2340079C1 RU2007107153/09A RU2007107153A RU2340079C1 RU 2340079 C1 RU2340079 C1 RU 2340079C1 RU 2007107153/09 A RU2007107153/09 A RU 2007107153/09A RU 2007107153 A RU2007107153 A RU 2007107153A RU 2340079 C1 RU2340079 C1 RU 2340079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- piezoresonators
- operational amplifiers
- operational amplifier
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиоэлектронике. Задача изобретения - обеспечение неизменности частотной характеристики при изменениях коэффициента усиления и расширение функциональных возможностей устройства. Для этого устройство содержит первый и второй пьезорезонаторы, первые выводы которых соединены с входной потенциальной клеммой фильтра, а вторые выводы упомянутых пьезорезонаторов через первый и второй резисторы соответственно соединены с общей шиной, первый, второй и третий операционные усилители, каждый из которых содержит резистивные отрицательные обратные связи. Выход первого операционного усилителя является выходом фильтра, инвертирующий и неинвертирующий входы первого операционного усилителя через четвертый и пятый резисторы соединены с выходами второго и третьего операционных усилителей соответственно, кроме того неинвертирующий вход первого операционного усилителя через третий резистор подключен к общей шине, инвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены друг с другом через шестой резистор, а неинвертирующие входы упомянутых операционных усилителей соединены с вторыми выводами первого и второго пьезорезонаторов соответственно. Между входом фильтра и неинвертирующими входами второго и третьего операционных усилителей включены первая и вторая группы, содержащие по N-1 пьезорезонаторов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов.
Известен полосовой пьезоэлектрический фильтр [1], содержащий операционный усилитель с резистивной отрицательной обратной связью, выход которого является выходом фильтра, к инвертирующему входу операционного усилителя подключен первый вывод первого резистора, а к неинвертирующему входу подключены первые выводы второго и третьего резисторов, при этом второй вывод третьего резистора соединен с общей шиной, ко второму выводу первого резистора подключены первые выводы первого пьезорезонатора и четвертого резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу второго резистора подключены первые выводы второго пьезорезонатора и пятого резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, вторые выводы первого и второго пьезорезонаторов соединены и подключены к входной потенциальной клемме фильтра.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбрано в качестве прототипа.
Недостатками известного устройства являются деформация частотной характеристики фильтра при изменении коэффициента усиления и возможность реализации только одной полосы пропускания.
Задача изобретения - создание активного полосового пьезоэлектрического фильтра, обеспечивающего неизменность частотной характеристики при изменениях коэффициента усиления и расширение функциональных возможностей устройства, в частности, увеличение числа полос пропускания.
Поставленная задача решается тем, что в фильтр, содержащий первый и второй пьезорезонаторы, первые выводы которых соединены с входной потенциальной клеммой фильтра, а вторые выводы первого и второго пьезорезонаторов через первый и второй резисторы соответственно подключены к общей шине, операционный усилитель, содержащий резистивную отрицательную обратную связь, неинвертирующий вход которого через третий резистор соединен с общей шиной, выход операционного усилителя подключен к выходной потенциальной клемме фильтра, четвертый резистор, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, пятый резистор, первый вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, дополнительно введены первая и вторая группы, содержащие по N-1 пьезорезонаторов, при этом пьезорезонаторы первой группы подключены параллельно первому пьезорезонатору, пьезорезонаторы второй группы подключены параллельно второму пьезорезонатору, кроме того дополнительно введены второй и третий операционные усилители, каждый из которых содержит резистивную отрицательную обратную связь, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены со вторыми выводами первого и второго пьезорезонаторов соответственно, выходы второго и третьего операционных усилителей подключены к вторым выводам четвертого и пятого резисторов соответственно, а инвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены друг с другом через шестой резистор.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены первая и вторая группы, содержащие по N-1 пьезорезонаторов, при этом пьезорезонаторы первой группы подключены параллельно первому пьезорезонатору, а пьезорезонаторы второй группы подключены параллельно второму пьезорезонатору, кроме того дополнительно введены второй и третий операционные усилители, каждый из которых содержит резистивную отрицательную обратную связь, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены со вторыми выводами первого и второго пьезорезонаторов соответственно, выходы второго и третьего операционных усилителей подключены к вторым выводам четвертого и пятого резисторов соответственно, а инвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены друг с другом через дополнительный шестой резистор.
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 чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства.
Устройство состоит из первого 1 и второго 2 пьезорезонаторов, первые выводы которых соединены с входной потенциальной клеммой фильтра, а вторые выводы первого и второго пьезорезонаторов через первый 3 и второй 4 резисторы соответственно подключены к общей шине, операционного усилителя 5, содержащего резистивную отрицательную обратную связь, неинвертирующий вход которого через третий резистор 6 соединен с общей шиной, выход операционного усилителя 5 соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, четвертого резистора 7, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 5, пятого резистора 8, первый вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 5, в схему также введены первая 9 и вторая 10 группы, содержащие по N-1 пьезорезонаторов, при этом пьезорезонаторы первой группы подключены параллельно первому пьезорезонатору, пьезорезонаторы второй группы подключены параллельно второму пьезорезонатору, второго 11 и третьего 12 операционных усилителей с резистивными отрицательными обратными связями, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены со вторыми выводами первого и второго пьезорезонаторов соответственно, выходы второго и третьего операционных усилителей подключены к вторым выводам четвертого и пятого резисторов соответственно, а инвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены друг с другом через шестой резистор 13.
Устройство работает следующим образом. Входной сигнал одновременно поступает на первую и вторую Г-образные цепи, образованные первым пьезорезонатором 1, первой группой из N-1 пьезорезонаторов 9 и первым резистором 3, вторым пьезорезонатором 2, второй группой из N-1 пьезорезонаторов 10 и вторым резистором 4 соответственно и с выходов этих цепей приходит на неинвертирующие входы второго 11 и третьего 12 операционных усилителей, каждый из которых содержит резистивную отрицательную обратную связь, при этом инвертирующие входы упомянутых операционных усилителей соединены через шестой резистор 13. С выходов второго и третьего операционных усилителей сигнал поступает на входы вычитателя, выполненного на первом операционном усилителе 5 с резистивной отрицательной обратной связью, третьем 6, четвертом 7 и пятом 8 резисторах. В случае, если проводимость первого резистора равна проводимости второго резистора, проводимости третьего, четвертого, пятого резисторов и резисторов в цепях отрицательных обратных связей первого, второго и третьего операционных усилителей равны друг другу, то матрица проводимостей будет иметь следующий вид:
Y1+Y2 | -Y1 | -Y2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
-Y1 | Y1+gн | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
-Y2 | 0 | Y2+gн | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | g1+g2 | -g2 | -g1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | -g2 | g1+g2 | 0 | -g1 | 0 | 0 | 0 |
0 | -1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | -1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -g1 | 0 | 2g1 | 0 | -g1 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -g1 | 0 | 2g1 | 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0 |
Здесь gн - проводимость резисторов 3, 4,
g1 - проводимость резисторов 6, 7, 8,
g2 - проводимость резистора 13,
Y1, Y2 - реактивные проводимости пьезорезонатора 1 и группы из N-1 пьезорезонаторов 9, пьезорезонатора 2 и группы из N-1 пьезорезонаторов 10 соответственно.
Тогда функция передачи от входа устройства до его выхода будет иметь вид:
Данная передаточная функция соответствует симметричной мостовой схеме. В том случае, если частоты пьезорезонаторов, подключенных к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, настроены на частоты, близкие к значениям f=fi-δi, где fi - средняя частота i-й полосы пропускания, δi - половина ширины i-й полосы пропускания, а частоты пьезорезонаторов, подключенных к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя, настроены на частоты, близкие к значениям f=fi, то устройство будет представлять собой гребенчатый фильтр, имеющий один потенциальный вход и один потенциальный выход, амплитудно-частотная характеристика которого имеет N полос пропускания.
Данное устройство так же, как и прототип реализует передаточную функцию, эквивалентную мостовой схеме, однако в отличие от прототипа изменением величины шестого резистора 13, не влияющего на балансировку, позволяет регулировать коэффициент усиления фильтра без деформации его частотной характеристики и в отличие от прототипа реализует N полос пропускания.
По предложенному техническому решению проведена разработка многополосного активного кварцевого фильтра, изготовлены и испытаны опытные образцы.
Источники информации
1. Патент №1579418 от 24.06.1988, «Полосовой пезоэлектрический фильтр», Ясинский И.М., Пантюхина Э.А., Насонова Л.В.
Claims (1)
- Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр, содержащий первый и второй пьезорезонаторы, первые выводы которых соединены с входной потенциальной клеммой фильтра, вторые выводы первого и второго пьезорезонаторов через первый и второй резисторы соответственно подключены к общей шине, операционный усилитель, содержащий резистивную отрицательную обратную связь, неинвертирующий вход которого через третий резистор соединен с общей шиной, выход операционного усилителя соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, четвертый резистор, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, пятый резистор, первый вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, отличающийся тем, что в схему дополнительно введены первая и вторая группы, содержащие по N-1 пьезорезонаторов, второй и третий операционные усилители, каждый из которых содержит резистивную отрицательную обратную связь, при этом пьезорезонаторы первой группы подключены параллельно первому пьезорезонатору, пьезорезонаторы второй группы подключены параллельно второму пьезорезонатору, неинвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены со вторыми выводами первого и второго пьезорезонаторов соответственно, выходы второго и третьего операционных усилителей подключены к вторым выводам четвертого и пятого резисторов соответственно, а инвертирующие входы второго и третьего операционных усилителей соединены друг с другом через дополнительный резистор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107153/09A RU2340079C1 (ru) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107153/09A RU2340079C1 (ru) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2340079C1 true RU2340079C1 (ru) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007107153/09A RU2340079C1 (ru) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2340079C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686592C1 (ru) * | 2018-01-24 | 2019-04-29 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Активная пьезорезонаторная частотно-селективная система |
RU2738030C2 (ru) * | 2015-11-23 | 2020-12-07 | Анлотек Лимитед | Перестраиваемый фильтр |
RU2790610C1 (ru) * | 2022-06-06 | 2023-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Двухканальный фильтр низких частот семейства саллен-ки с перестраиваемой верхней граничной частотой |
-
2007
- 2007-02-26 RU RU2007107153/09A patent/RU2340079C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738030C2 (ru) * | 2015-11-23 | 2020-12-07 | Анлотек Лимитед | Перестраиваемый фильтр |
RU2686592C1 (ru) * | 2018-01-24 | 2019-04-29 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Активная пьезорезонаторная частотно-селективная система |
RU2790610C1 (ru) * | 2022-06-06 | 2023-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Двухканальный фильтр низких частот семейства саллен-ки с перестраиваемой верхней граничной частотой |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rodriguez-Villegas et al. | A subhertz nanopower low-pass filter | |
JP2008511207A (ja) | Qエンハンスメントを低減するための補償を備える能動rcフィルタ | |
Jerabek et al. | SIMO type low-input and high-output impedance current-mode universal filter employing three universal current conveyors | |
Lee | Fully cascadable mixed-mode universal filter biquad using DDCCs and grounded passive components | |
RU2340079C1 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
Uygur et al. | Multi-input multi-output CDTA-based KHN filter | |
Langhammer et al. | Fully-differential tunable fractional-order filter with current followers and current amplifiers | |
Herencsar et al. | The conception of differential-input buffered and transconductance amplifier (DBTA) and its application | |
Kumngern et al. | Current-tunable current-mode multifunction filter employing a modified CCCCTA | |
RU2397609C1 (ru) | Многоканальный активный пьезоэлектрический фильтр | |
Souliotis et al. | Current‐mode filters based on current mirror arrays | |
Langhammer et al. | A 1+ α low-pass fractional-order frequency filter with adjustable parameters | |
Gupta et al. | CDBA based current instrumentation amplifier | |
RU2296418C1 (ru) | Широкополосное многоканальное пьезоэлектрическое фильтрующее устройство | |
RU2377719C2 (ru) | Многополосный активный пьезоэлектрический фильтр | |
US7880541B1 (en) | Low noise, low power instrumentation amplifier | |
Ranjan et al. | A generalized current mode first order filter using single current controlled differential difference current conveyor | |
RU2190294C1 (ru) | Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр | |
Qasem et al. | Electronically Tunable Third-Order Switched-Capacitor Filter with Feedforward Signal to Minimize Overshoot | |
KR20200095271A (ko) | 대역폭 조절이 가능한 생체전기신호 증폭기 | |
RU2195070C1 (ru) | Широкополосный активный пьезоэлектрический фильтр | |
Chen et al. | Voltage-mode multifunction filter with single input and three outputs based on single plus-type DVCC | |
CN115001449A (zh) | 一种高q值、宽调谐范围开关电容滤波器 | |
RU2525744C1 (ru) | Избирательный усилитель с расширенным частотным диапазоном | |
RU2486664C1 (ru) | Режекторный активный пьезоэлектрический фильтр |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110227 |