RU2682924C1 - Low-frequencies filter with galvanic isolation - Google Patents
Low-frequencies filter with galvanic isolation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682924C1 RU2682924C1 RU2018105196A RU2018105196A RU2682924C1 RU 2682924 C1 RU2682924 C1 RU 2682924C1 RU 2018105196 A RU2018105196 A RU 2018105196A RU 2018105196 A RU2018105196 A RU 2018105196A RU 2682924 C1 RU2682924 C1 RU 2682924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- input
- output
- capacitor
- common
- Prior art date
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- HODRFAVLXIFVTR-RKDXNWHRSA-N tevenel Chemical compound NS(=O)(=O)C1=CC=C([C@@H](O)[C@@H](CO)NC(=O)C(Cl)Cl)C=C1 HODRFAVLXIFVTR-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/12—Bandpass or bandstop filters with adjustable bandwidth and fixed centre frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения низкочастотных дифференциальных сигналов на фоне синфазных напряжений и электромагнитных помех большой мощности в широкой полосе частот с использованием гальванической развязки.The invention relates to information-measuring equipment and can be used to measure low-frequency differential signals against a background of common-mode voltages and electromagnetic interference of high power in a wide frequency band using galvanic isolation.
Известен фильтр нижних частот (ФНЧ) второго порядка (см. «Журнал по применению аналоговых компонентов» Texas Instruments (www.it.com.aaj), 1Q 2009 г., статья «Применение топологии с многопетлевой обратной связью в полностью дифференциальных активных фильтрах с бесконечным коэффициентом усиления», автор Томас Кюль (THOMAS KUEHL), стр. 34, рис. 6), содержащий операционный усилитель (ОУ), инвертирующий вход которого подключен к точке объединения первых выводов первого резистора и первого конденсатора, второй вывод первого конденсатора подключен к выходу ОУ и через второй резистор подключен к точке объединения второго вывода первого резистора и первых выводов третьего резистора и второго конденсатора, второй вывод третьего резистора через источник сигнала подключен к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен ко второму выводу второго конденсатора и первым выводом пятого и шестого резисторов, второй вывод пятого резистора подключен к неинвертирующему входу ОУ и через третий конденсатор к общей шине, подключенной ко второму выводу шестого резистора.The second-order low-pass filter (LPF) of the well-known second-order filter (see "The Journal on the Use of Analog Components" by Texas Instruments (www.it.com.aaj), 1Q 2009, article "Application of multi-loop feedback topology in fully differential active filters infinite gain ”, by Thomas Kühl (THOMAS KUEHL), p. 34, Fig. 6), containing an operational amplifier (op-amp), the inverting input of which is connected to the combining point of the first terminals of the first resistor and the first capacitor, the second terminal of the first capacitor is connected to the output of the op-amp and through the second the second resistor is connected to the combining point of the second terminal of the first resistor and the first terminals of the third resistor and the second capacitor, the second terminal of the third resistor is connected through the signal source to the first terminal of the fourth resistor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the second capacitor and the first terminal of the fifth and sixth resistors, the second terminal of the fifth resistor is connected to the non-inverting input of the op-amp and through the third capacitor to a common bus connected to the second terminal of the sixth resistor.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- ненормированное входное сопротивление из-за симметричного подключения к источнику сигнала;- irregular input impedance due to a symmetrical connection to the signal source;
- отсутствие компенсации сопротивления источника сигнала, снижающего коэффициент подавления синфазных напряжений;- the lack of compensation of the resistance of the signal source, which reduces the suppression coefficient of common-mode voltages;
- невозможность обеспечения высокого входного синфазного напряжения (напряжения гальванической развязки) при заданном (необходимом) коэффициенте передачи;- the impossibility of ensuring a high input common-mode voltage (galvanic isolation voltage) at a given (necessary) transmission coefficient;
- нестабильность крутизны спада амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ФНЧ, которая на высоких частотах снижается до 0 дБ/окт, что ухудшает фильтрующие свойства.- instability of the steepness of the decline in the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the low-pass filter, which at high frequencies decreases to 0 dB / oct, which affects the filtering properties.
Известен ФНЧ (см. патент RU №2530703 «Фильтр нижних частот», МПК Н03Н 11/12 (2006.01), опубликован 10.10.2014 г, авторы Гутников А.И., Пикаева Л.А.), который относится к информационно-измерительной технике и предназначен для выделения квазипостоянных несимметричных сигналов на фоне синфазных напряжений и электромагнитных помех большой мощности. ФНЧ содержит ОУ, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора и через второй резистор с выходом ОУ, неинвертирующий вход которого соединен через первый резистор с первым выводом источника сигнала и через первый конденсатор с общей шиной, второй вывод источника сигнала, который соединен со вторым выводом первого резистора и через второй конденсатор с общей шиной, которая через второй резистор соединена с неинвертирующим входом ОУ, инвертирующий вход которого соединен через первый конденсатор с выходом ОУ.A known low-pass filter (see patent RU No. 2530703 "Low-pass filter", IPC Н03Н 11/12 (2006.01), published on 10/10/2014, authors Gutnikov A.I., Pikaeva L.A.), which relates to information and measurement technique and is designed to highlight quasi-constant asymmetric signals against the background of common-mode voltages and electromagnetic interference of high power. The low-pass filter contains an op-amp, the inverting input of which is connected to the first output of the first resistor and through the second resistor to the output of the op-amp, the non-inverting input of which is connected through the first resistor to the first output of the signal source and through the first capacitor with a common bus, the second output of the signal source, which is connected to the second the output of the first resistor and through the second capacitor with a common bus, which through the second resistor is connected to the non-inverting input of the op-amp, the inverting input of which is connected through the first capacitor to the output of the op-amp.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и поэтому выбрано в качестве прототипа.This device is the closest in technical essence to the claimed invention and therefore is selected as a prototype.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- ненормированное входное сопротивление из-за симметричного подключения к источнику сигнала;- irregular input impedance due to a symmetrical connection to the signal source;
- отсутствие компенсации сопротивления источника сигнала, снижающего коэффициент подавления синфазных напряжений;- the lack of compensation of the resistance of the signal source, which reduces the suppression coefficient of common-mode voltages;
- невозможность обеспечения высокого входного синфазного напряжения (напряжения гальванической развязки) при заданном (необходимом) коэффициенте передачи;- the impossibility of ensuring a high input common-mode voltage (galvanic isolation voltage) at a given (necessary) transmission coefficient;
- малый порядок ФНЧ с крутизной спада АЧХ 6 дБ/окт (первый порядок);- low order low-pass filter with a slope of the frequency response of 6 dB / oct (first order);
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности функционирования ФНЧ и повышение его порядка до второго.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the reliability of the low-pass filter and increase its order to the second.
Достигаемый технический результат заключается в обеспечении высоких нормированных значений входного сопротивления, сопротивления развязки входного сигнала от общей шины (сопротивления гальванической развязки), входного синфазного напряжения (напряжения гальванической развязки) при заданном (необходимом) коэффициенте передачи, возможности компенсации сопротивления источника сигнала, а также в обеспечении ФНЧ второго порядка.The technical result achieved is to ensure high normalized values of the input resistance, the isolation resistance of the input signal from the common bus (galvanic isolation resistance), the common mode input voltage (galvanic isolation voltage) at a given (necessary) transmission coefficient, the possibility of compensation of the signal source resistance, and also providing a low-pass filter of the second order.
Для достижения технического результата в ФНЧ с гальванической развязкой, содержащем первую, вторую входные шины, ОУ, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводами первого резистора и первого конденсатора, вторые выводы которых соединены с общей шиной, инвертирующий вход ОУ соединен с первым выводом второго резистора, с общей шиной через последовательно соединенные второй резистор и второй конденсатор и через параллельно соединенные третий резистор и третий конденсатор со своим выходом, первый вывод четвертого резистора соединен с неинвертирующим входом ОУ, новым является то, что дополнительно введены пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый резисторы, четвертый конденсатор, равный по номиналу второму конденсатору, первый вывод четвертого конденсатора соединен с общей шиной, а второй вывод соединен со вторым выводом четвертого резистора, через девятый резистор с первой входной шиной и с первым выводом десятого резистора, второй вывод которого соединен со второй входной шиной и через параллельно соединенные седьмой и восьмой резисторы со вторым выводом второго резистора, при этом неинвертирующий и инвертирующий входы ОУ соединены через пятый и шестой резисторы с общей шиной соответственно.To achieve a technical result in an LPF with galvanic isolation containing the first, second input buses, an op-amp, the non-inverting input of which is connected to the first terminals of the first resistor and the first capacitor, the second conclusions of which are connected to a common bus, the inverting input of the op-amp is connected to the first terminal of the second resistor, with a common bus through a second resistor and a second capacitor connected in series and through a third resistor and a third capacitor connected in parallel with its output, the first output of the fourth resistor is Din with non-inverting input of the op-amp, the new is that the fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth resistors are added, the fourth capacitor is equal in value to the second capacitor, the first output of the fourth capacitor is connected to the common bus, and the second output is connected to the second the output of the fourth resistor, through the ninth resistor with the first input bus and the first output of the tenth resistor, the second output of which is connected to the second input bus and through the seventh and eighth resistors connected in parallel with the second pin the second resistor, while the non-inverting and inverting inputs of the op-amp are connected through the fifth and sixth resistors to a common bus, respectively.
В ФНЧ с гальванической развязкой в качестве первого и третьего резисторов может быть использован цифровой сдвоенный потенциометр, что позволяет изменять коэффициент передачи в процессе работы устройства.In a low-pass filter with a galvanic isolation, a digital dual potentiometer can be used as the first and third resistors, which allows you to change the transmission coefficient during operation of the device.
Новая совокупность существенных признаков в заявляемом ФНЧ с гальванической развязкой позволяет повысить надежность функционирования ФНЧ, а именно, обеспечить высокие нормированные входное сопротивление, сопротивление развязки входного сигнала от общей шины (сопротивление гальванической развязки) и входное синфазное напряжение (напряжение гальванической развязки) при заданном (необходимом) коэффициенте передачи, возможность компенсации известного сопротивления источника сигнала, а также повысить порядок ФНЧ до второго.A new set of essential features in the claimed low-pass filter with the galvanic isolation allows to increase the reliability of the low-pass filter, namely, to provide high normalized input resistance, the isolation resistance of the input signal from the common bus (galvanic isolation resistance) and the common mode input voltage (galvanic isolation voltage) at a given (necessary ) transmission coefficient, the ability to compensate for the known resistance of the signal source, and also to increase the order of the low-pass filter to the second.
Высокое нормированное входное сопротивление обеспечивается за счет введения входного резистивного делителя на девятом и десятом резисторах, которые для дифференциального сигнала играют роль входного сопротивления.High normalized input resistance is ensured by introducing an input resistive divider on the ninth and tenth resistors, which play the role of an input resistance for a differential signal.
Высокое нормированное сопротивление развязки входного сигнала от общей шины (сопротивление гальванической развязки) обеспечивается за счет больших сопротивлений по дифференциальным входам устройства.High normalized isolation resistance of the input signal from the common bus (galvanic isolation resistance) is provided due to the large resistances at the differential inputs of the device.
Высокое нормированное входное синфазное напряжение (напряжение гальванической развязки) обеспечивается за счет введения пятого и шестого резисторов с равными номиналами, образующих дополнительные делители на входах операционного усилителя, уменьшающие высокие уровни синфазных напряжений до допустимых значений.High normalized input common-mode voltage (galvanic isolation voltage) is ensured by introducing the fifth and sixth resistors with equal values, forming additional dividers at the inputs of the operational amplifier, reducing high common-mode voltage levels to acceptable values.
Коэффициент передачи ФНЧ с гальванической развязкой обеспечивается (определяется) прежде всего за счет отношения сопротивлений третьего и второго резисторов, величины которых не оказывают существенного влияния на входное сопротивление каскада, сопротивление развязки входного сигнала от общей шины (сопротивление гальванической развязки), входное синфазное напряжение (напряжение гальванической развязки).The transmission coefficient of a low-pass filter with galvanic isolation is provided (determined) primarily due to the ratio of the resistances of the third and second resistors, the values of which do not significantly affect the input resistance of the cascade, the isolation resistance of the input signal from the common bus (galvanic isolation resistance), the input common mode voltage (voltage galvanic isolation).
Компенсация известного сопротивления источника сигнала обеспечивается за счет введения седьмого и восьмого резисторов, которые могут содержать эквивалент известного сопротивления источника сигнала, компенсирующий его влияние.Compensation of the known resistance of the signal source is ensured by introducing the seventh and eighth resistors, which may contain the equivalent of the known resistance of the signal source, compensating for its effect.
Второй порядок ФНЧ обеспечивается за счет дополнительно введенного четвертого конденсатора и равенства номиналов второго и четвертого конденсаторов.The second order low-pass filter is ensured by the additionally introduced fourth capacitor and the equality of the values of the second and fourth capacitors.
Изобретение поясняется принципиальной схемой, представленной на фиг. 1, диаграммами работы, представленными на фиг. 2 и АЧХ ФНЧ для трех коэффициентов передачи, представленными на фиг 3.The invention is illustrated by the circuit diagram shown in FIG. 1, the operation diagrams shown in FIG. 2 and the frequency response of the low-pass filter for the three transmission coefficients shown in FIG. 3.
ФНЧ с гальванической развязкой содержит первую 1, вторую 2 входные шины, ОУ 3, неинвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого резистора 4 и первого конденсатора 5, вторые выводы которых соединены с общей шиной, инвертирующий вход ОУ 3 соединен с первым выводом второго резистора 6, с общей шиной через последовательно соединенные второй резистор 6 и второй конденсатор 7, а также через параллельно соединенные третий резистор 8 и третий конденсатор 9 со своим выходом, первый вывод четвертого резистора 10 соединен с неинвертирующим входом ОУ 3. Дополнительно введены пятый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14, девятый 15, десятый 16 резисторы, четвертый конденсатор 17, равный по номиналу второму конденсатору 7, первый вывод четвертого конденсатора 17 соединен с общей шиной, а второй вывод соединен со вторым выводом четвертого резистора 10, через девятый резистор 15 с первой входной шиной 1 и с первым выводом десятого резистора 16, второй вывод которого соединен со второй входной шиной 2 и через параллельно соединенные седьмой 13 и восьмой 14 резисторы со вторым выводом второго резистора 6, при этом неинвертирующий и инвертирующий входы ОУ 3 соединены через пятый 11 и шестой 12 резисторы с общей шиной соответственно.A low-pass filter with a galvanic isolation contains the first 1, second 2 input buses, op-
В ФНЧ с гальванической развязкой в качестве первого 4 и третьего 8 резисторов может быть использован цифровой сдвоенный потенциометр, что позволяет изменять коэффициент передачи в процессе работы устройства.In a low-pass filter with a galvanic isolation, a digital dual potentiometer can be used as the first 4 and third 8 resistors, which allows you to change the transfer coefficient during operation of the device.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В исходном статическом состоянии к первой 1 и второй 2 входным шинам подключены источники 18 дифференциального сигнала Едиф 19 и синфазного сигнала Есф 20, соответственно (см. фиг. 1) с нулевыми напряжениями, вследствие чего на выходе устройства Uвых также нулевое напряжение.In the initial static state, the
При подаче на первую 1 (U1) и вторую 2 входные шины в качестве сигналов дифференциального источника Едиф, например, меандра, а в качестве синфазного источника Есф, например, синусоиды малой частоты, на выходе устройства Uвых повторяется сигнал дифференциального источника типа меандр с заданным (необходимым) коэффициентом передачи и уничтожается синусоидальная составляющая синфазного источника, играющего роль мощной помехи (см. фиг. 2).When applying to the first 1 (U1) and second 2 input buses as signals of a differential source Edif, for example, a meander, and as a common-mode source Esf, for example, a low frequency sine wave, at the output of the device Uout, a signal of a differential source of the type meander with a given ( necessary) transmission coefficient and the sinusoidal component of the in-phase source, which plays the role of powerful interference, is destroyed (see Fig. 2).
Подавление синфазных сигналов (U+=U-) обеспечивается за счет равенства коэффициентов передачи по инвертирующему (Kn_U-) и неинвертирующему (Kn_U+) входам ОУ 3:The suppression of common-mode signals (U + = U - ) is ensured by the equality of the transmission coefficients for the inverting (K n_U- ) and non-inverting (K n_U + ) inputs of the OS 3:
гдеWhere
В этом случае осуществляется баланс (согласованность) сопротивлений по неинвертирующему и инвертирующему входам ОУ 3:In this case, a balance (consistency) of resistances is carried out along the non-inverting and inverting inputs of the OS 3:
В соответствии с выражениями (5) - (8) важны не прецизионные абсолютные значения сопротивлений резисторов, а выдержка с высокой точностью отношений пар резисторов. Для улучшения технологичности изготовления устройства целесообразно использование интегральных резистивных матриц, обеспечивающих точное соотношение в широком диапазоне температур.In accordance with expressions (5) - (8), it is not the precise absolute values of the resistors that are important, but the exposure with high accuracy of the relations of the pairs of resistors. To improve the manufacturability of the device, it is advisable to use integrated resistive matrices that provide an accurate ratio in a wide temperature range.
Коэффициент передачи для дифференциального сигнала с учетом коэффициента передачи входного делителя (Kдел) определяется следующим выражением:The transmission coefficient for the differential signal, taking into account the transmission coefficient of the input divider (K div ) is determined by the following expression:
гдеWhere
Нормированное входное сопротивление (Rвх) устройства определяется входным резистивным делителем на резисторах 15, 16, которые для дифференциального сигнала представляют собой входное сопротивление:The normalized input resistance (R I ) of the device is determined by the input resistive divider on the
При этом входной делитель на резисторах 15, 16 и эквивалентный им по сопротивлению резисторы 13, 14 (в соответствии с выражением (8)) позволяют осуществить компенсацию известного сопротивления (Rист) источника сигнала Едиф 19. Для этого эквивалент известного значения сопротивления (Rист_экв) источника сигнала Едиф 19 необходимо включить последовательно с резистором 13, тогда сохраняется условие баланса сопротивлений и равенство коэффициентов передачи по входам ОУ, позволяющее подавлять синфазные сигналы:When this
гдеWhere
В заявляемом ФНЧ используется косвенная гальваническая (квазигальваническая) развязка с обеспечением высокого сопротивления развязки входного сигнала от общей шины (сопротивления гальванической развязки) за счет больших (мегаомных) сопротивлений резисторов 10 и 6 по дифференциальным входам ОУ и высокого входного синфазного напряжения (напряжения гальванической развязки) за счет понижения синфазных напряжений до допустимых значений на входах ОУ с последующим усилением входного дифференциального сигнала.In the claimed low-pass filter, indirect galvanic (quasi-galvanic) isolation is used to provide a high isolation resistance of the input signal from the common bus (galvanic isolation resistance) due to the large (megaohm) resistances of
Сопротивление развязки входного сигнала от общей шины (сопротивление гальванической развязки) по неинвертирующему входу равно:The decoupling resistance of the input signal from the common bus (galvanic decoupling resistance) at the non-inverting input is equal to:
По инвертирующему входу:By inverting input:
Задача обеспечения высоких входных синфазных напряжений (напряжения гальванической развязки) решена с помощью введения резисторов 12 и 4, образующих делители на входах ОУ, обеспечивающих уменьшение высоких уровней входных синфазных напряжений до допустимых значений на входах ОУ. Введенные резисторы 12 и 4 обеспечивают равенство сопротивлений и коэффициентов передачи по входам ОУ и тем самым подавление синфазных сигналов. Также введенные резисторы 12 и 4 не оказывают существенного влияния на коэффициент передачи дифференциального сигнала, который определяется в основном отношением сопротивлений резисторов 8 и 6 (см. выражение (3)). Благодаря резисторам 4,12 образуются следующие соответствующие делители:The task of providing high input common-mode voltages (galvanic isolation voltages) was solved by introducing
В ФНЧ с гальванической развязкой реализован ФНЧ второго порядка с крутизной спада АЧХ 12 дБ/окт. Первый порядок фильтра обеспечивается за счет известного из прототипа включения конденсаторов 5, 9, образующих симметричные активные фильтрующие звенья по дифференциальным входам ОУ. Второй порядок достигается за счет пассивных симметричных фильтрующих звеньев по дифференциальным входам ОУ на конденсаторах 7, 17, включенных перед фильтрующими звеньями с большими входными сопротивлениями. Для удовлетворения условия подавления синфазных сигналов (обеспечения согласования реактивных сопротивлений по входам ОУ) обеспечена парность конденсаторов 5 и 9, 17 и 7.In the low-pass filter with a galvanic isolation, a second-order low-pass filter with a slope of the frequency response of 12 dB / oct is implemented. The first order of the filter is provided due to the inclusion of
Частота среза ФНЧ второго порядка при равных постоянных временах первого и второго фильтрующих звеньев может быть определена следующим выражением:The cutoff frequency of the low-pass filter of the second order at equal constant times of the first and second filtering links can be determined by the following expression:
где RC - постоянная времени первого (RCзв1) и второго фильтрующего (RCзв2) звена:where RC is the time constant of the first (RC zv1 ) and second filtering (RC zv2 ) link:
На фиг. 3 приведена АЧХ ФНЧ с крутизной спада АЧХ 12 дБ/окт для трех коэффициентов усиления (К1, К2, К3), задаваемых отношением сопротивлений резисторов 8 и 6.In FIG. Figure 3 shows the frequency response of the low-pass filter with a slope of the frequency response of 12 dB / oct for the three gain factors (K1, K2, K3) specified by the ratio of the resistances of the
Испытания макета ФНЧ с гальванической развязкой, выполненного на прецизионном ОУ типа 544УД15У3, прецизионных резисторах типа С2-29С, интегральных резистивных матрицах HP1-51, прецизионных конденсаторах типа К10-43, и моделирование в САПР Micro-Cap, подтвердили его работоспособность и заявленные преимущества. При испытаниях макета подтверждено, что устройство обладает высоким нормированным входным сопротивлением 1,1 МОм, сопротивлением развязки входного сигнала от общей шины (сопротивлением гальванической развязки) не менее 2,6 МОм, входным синфазным напряжением (напряжением гальванической развязки) не менее 150 В, образует ФНЧ Баттерворта второго порядка с крутизной спада АЧХ 12 дБ/окт с задаваемым (необходимым) коэффициентом передачи 1,8 и осуществляет подавление входных синфазных напряжений с коэффициентом подавления не менее 70 дБ. При этом обеспечивались: входной дифференциальный сигнал уровнем от 0 до 3 В, питание ОУ ±15 В, сопротивление источника сигнала 1 кОм. Подтверждена возможность компенсации известного сопротивления источника сигнала и возможность управления коэффициентом передачи цифровым потенциометром.Tests of the prototype low-pass filter with galvanic isolation performed on precision op-amp type 544UD15U3, precision resistors type C2-29C, integrated resistive matrices HP1-51, precision capacitors type K10-43, and modeling in the Micro-Cap CAD system confirmed its operability and claimed advantages. When testing the layout, it was confirmed that the device has a high normalized input resistance of 1.1 MOhm, the isolation resistance of the input signal from the common bus (galvanic isolation resistance) of at least 2.6 MOhm, the common mode input voltage (galvanic isolation voltage) of at least 150 V, forms The Butterworth low-pass filter of the second order with a steepness drop in frequency response of 12 dB / oct with a specified (necessary) gain of 1.8 and suppresses input common-mode voltages with a suppression ratio of at least 70 dB. At the same time, the following were provided: input differential signal with a level from 0 to 3 V, op-amp power ± 15 V, signal
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105196A RU2682924C1 (en) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Low-frequencies filter with galvanic isolation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105196A RU2682924C1 (en) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Low-frequencies filter with galvanic isolation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682924C1 true RU2682924C1 (en) | 2019-03-22 |
Family
ID=65858717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105196A RU2682924C1 (en) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | Low-frequencies filter with galvanic isolation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682924C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120105054A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Measurement Specialties, Inc. | Dc responsive transducer with on-board user actuated auto-zero |
| RU2530703C1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Low-frequency filter |
| RU2541723C1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres |
| US9467113B2 (en) * | 2012-08-30 | 2016-10-11 | Avatekh, Inc. | Method and apparatus for signal filtering and for improving properties of electronic devices |
| US20170012622A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Power Integrations Switzerland Gmbh | Communicating across galvanic isolation, for example, in a power converter |
-
2018
- 2018-02-12 RU RU2018105196A patent/RU2682924C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120105054A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Measurement Specialties, Inc. | Dc responsive transducer with on-board user actuated auto-zero |
| US9467113B2 (en) * | 2012-08-30 | 2016-10-11 | Avatekh, Inc. | Method and apparatus for signal filtering and for improving properties of electronic devices |
| RU2530703C1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Low-frequency filter |
| RU2541723C1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) | Precision analogue-digital interface for working with resistive micro- and nanospheres |
| US20170012622A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Power Integrations Switzerland Gmbh | Communicating across galvanic isolation, for example, in a power converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Senani et al. | New lossy/loss-less synthetic floating inductance configuration realized with only two CFOAs | |
| US20100109739A1 (en) | Active guarding for reduction of resistive and capacitive signal loading with adjustable control of compensation level | |
| RU2677362C1 (en) | Active rc filter | |
| JP6744695B2 (en) | Active shunt ammeter | |
| Jerabek et al. | SIMO type low-input and high-output impedance current-mode universal filter employing three universal current conveyors | |
| Kumngern et al. | Single-element control third-order quadrature oscillator using OTRAs | |
| Yuce et al. | Realization of arbitrary current transfer functions based on commercially available CCII+ s | |
| Pradhan et al. | Generation of OTRA-based inverse all pass and inverse band reject filters | |
| RU2656728C1 (en) | Arc-filter of bottom frequencies with an independent setting of main parameters | |
| RU2682924C1 (en) | Low-frequencies filter with galvanic isolation | |
| Koukiou et al. | Modular filter structures using current feedback operational amplifiers | |
| TW202241050A (en) | Amplifier circuit and measuring device | |
| Koksal | Realization of a general all‐pole current transfer function by using CBTA | |
| Pavan et al. | Accurate characterization of integrated continuous-time filters | |
| RU2718210C1 (en) | Active low-pass rc-filter with single element pole frequency tuning on differential and multi-differential operational amplifiers | |
| Pečovsky et al. | Instrumentation amplifier for ultra-wideband applications | |
| CN116301147A (en) | Current source circuit and method for reducing influence of output voltage | |
| RU2718830C1 (en) | Band-pass filter of the second order with independent adjustment of main parameters | |
| Denisenko et al. | Functional Properties and Frequency Characteristics of Low-Sensitive RC Filters Based on Micropower Operational Amplifiers | |
| TWI841085B (en) | Voltage sampling circuit | |
| Langhammer et al. | Reconnection-Less Reconfigurable Filter Based on Method of Unknown Nodal Voltages Using 4× 4 Matrix | |
| Maundy et al. | A novel differential high-frequency CFA integrator | |
| JP4328861B2 (en) | Active filter | |
| JPH051133Y2 (en) | ||
| Hall et al. | The use of active devices in precision bridges |