RU2748609C1 - Fourth-order low-frequency filter - Google Patents

Fourth-order low-frequency filter Download PDF

Info

Publication number
RU2748609C1
RU2748609C1 RU2020140315A RU2020140315A RU2748609C1 RU 2748609 C1 RU2748609 C1 RU 2748609C1 RU 2020140315 A RU2020140315 A RU 2020140315A RU 2020140315 A RU2020140315 A RU 2020140315A RU 2748609 C1 RU2748609 C1 RU 2748609C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
operational amplifier
inverting
output
additional
Prior art date
Application number
RU2020140315A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дарья Юрьевна Денисенко
Николай Николаевич Прокопенко
Николай Владимирович Бутырлагин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ)
Priority to RU2020140315A priority Critical patent/RU2748609C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748609C1 publication Critical patent/RU2748609C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1217—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a plurality of operational amplifiers
    • H03H11/123—Modifications to reduce sensitivity
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1217—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a plurality of operational amplifiers
    • H03H11/1234—Modifications to reduce detrimental influences of amplifier imperfections, e.g. limited gain-bandwith product, limited input impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1217—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a plurality of operational amplifiers
    • H03H11/1252—Two integrator-loop-filters

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering, as well as measuring equipment, for example, as spectrum limiters included at the input of analog-to-digital converters for various purposes. The low-frequency filter (hereinafter – LFF) contains input (1) of the device connected to signal source (2), output (3) of the device connected to load (4), the second-order input LFF, first operational amplifier (11), first (12), second (13) resistors, second operational amplifier (14), third resistor (15), first capacitor (16), fourth operational amplifier (20), second capacitor (21), fifth (22), sixth (23), seventh (24), eighth (25), ninth (27), tenth (28) resistors, common power supply bus (17), second-order output low-frequency filter (29), identical to the input low-frequency filter in terms of the composition of the elements, the connections between them and the functional purpose of the inputs and outputs, containing first (30) (in.1*) and second (31) (in.2*) inputs, as well as first (32) (out.1*), second (33) (out.2*), third (34) (out.3*) and fourth (35) (out.4*) outputs, additional inverting amplifier (36), additional inverting adder (37).EFFECT: provision of the transfer function of the fourth-order low-frequency filter.5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а также измерительной техники, и может использоваться, например, в качестве ограничителей спектра, включаемых на входе аналого-цифровых преобразователей различного назначения [1-4].The invention relates to the field of radio engineering, as well as measuring technology, and can be used, for example, as spectrum limiters included at the input of analog-to-digital converters for various purposes [1-4].

Активные RC-фильтры нижних частот (ФНЧ) широко используются в современной электронике [1-24] и оказывают существенное влияние на качественные показатели многих аналого-цифровых систем связи и автоматического управления [1-4].Active RC low-pass filters (LPF) are widely used in modern electronics [1-24] and have a significant impact on the quality indicators of many analog-digital communication systems and automatic control [1-4].

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является ФНЧ, описанный в патенте RU 2110140 («Перестраиваемый ARC-фильтр», МПК H03H 11/04, 1998 г.). Он содержит (фиг. 1) вход 1 устройства, связанный с источником сигнала 2, выход 3 устройства, подключенный к нагрузке 4, входной фильтр низких частот второго порядка с первым 5 и вторым 6 входами, а также первым 7, вторым 8, третьим 9 и четвертым 10 выходами, причем первый 5 вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу первого 11 операционного усилителя через первый 12 резистор, инвертирующий вход первого 11 операционного усилителя связан с его выходом через второй 13 резистор, выход первого 11 операционного усилителя соединён со вторым 8 выходом, инвертирующий вход первого 11 операционного усилителя подключен к инвертирующему входу второго 14 операционного усилителя, инвертирующий вход второго 14 операционного усилителя связан с его выходом через третий 15 резистор, выход второго 14 операционного усилителя соединён с первым 7 выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход первого 11 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго 14 операционного усилителя через первый 16 конденсатор, неинвертирующий вход первого 11 операционного усилителя связан с общей шиной источника питания 17, второй 6 вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу третьего 18 операционного усилителя через четвертый 19 резистор, выход третьего 18 операционного усилителя соединён с неинвертирующим входом четвертого 20 операционного усилителя через второй 21 конденсатор, неинвертирующий вход третьего 18 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго 14 операционного усилителя и связан с выходом четвертого 20 операционного усилителя через пятый 22 резистор, выход четвертого 20 операционного усилителя соединён с четвертым 10 выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход четвертого 20 операционного усилителя связан с объединёнными инвертирующими входами третьего 18 и четвертого 20 операционных усилителей через шестой 23 резистор, выход третьего 18 операционного усилителя соединён с третьим 9 выходом входного фильтра низких частот второго порядка и подключен к инвертирующему входу четвертого 20 операционного усилителя через седьмой 24 резистор, выход первого 11 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу четвертого 20 операционного усилителя через восьмой 25 резистор, инвертирующий вход третьего 18 операционного усилителя соединён с первым 7 выходом входного фильтра низких частот второго порядка через последовательно соединённые восьмой 26 и девятый 27 резисторы, общий узел которых связан с общей шиной источника питания 17 через десятый 28 резистор, источник сигнала 2 и нагрузка 4 согласованы с общей шиной источника питания 17.The closest prototype of the claimed device is a low-pass filter described in patent RU 2110140 ("Tunable ARC filter", IPC H03H 11/04, 1998). It contains (Fig. 1) an input 1 of the device connected to a signal source 2, an output 3 of a device connected to a load 4, an input low-pass filter of the second order with the first 5 and second 6 inputs, as well as the first 7, the second 8, the third 9 and the fourth 10 outputs, and the first 5 input of the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the first 11 operational amplifier through the first 12 resistor, the inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to its output through the second 13 resistor, the output of the first 11 operational amplifier is connected to the second 8 output, the inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to the inverting input of the second 14 operational amplifier, the inverting input of the second 14 operational amplifier is connected to its output through the third 15 resistor, the output of the second 14 operational amplifier is connected to the first 7 output of the input low-pass filter of the second order , the output of the first 11 operational amplifier is connected to a non-inverter the input of the second 14 operational amplifier through the first 16 capacitor, the non-inverting input of the first 11 of the operational amplifier is connected to the common bus of the power supply 17, the second 6 input of the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the third 18 operational amplifier through the fourth 19 resistor, the output of the third 18 the operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the second 21 capacitor, the non-inverting input of the third 18 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the second 14 operational amplifier and connected to the output of the fourth 20 operational amplifier through the fifth 22 resistor, the output of the fourth 20 operational amplifier is connected to the fourth 10 by the output of the input low-pass filter of the second order, the output of the fourth 20 operational amplifier is connected to the combined inverting inputs of the third 18 and fourth 20 operational amplifiers through the sixth 23 resistor, the output of the third is 18 o operational amplifier is connected to the third 9 output of the input low-pass filter of the second order and connected to the inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the seventh 24 resistor, the output of the first 11 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the eighth 25 resistor, inverting the input of the third 18 operational the amplifier is connected to the first 7 output of the input low-pass filter of the second order through series-connected eighth 26 and ninth 27 resistors, the common node of which is connected to the common bus of the power supply 17 through the tenth 28 resistor, the signal source 2 and load 4 are matched with the common bus of the power supply 17 ...

Существенный недостаток известного устройства фиг. 1 состоит в том, что схема не обеспечивает четвертый порядок передаточной функции. Это ограничивает области использования данной схемы. A significant drawback of the known device of FIG. 1 is that the circuit does not provide a fourth order transfer function. This limits the scope of this scheme.

Основная задача предполагаемого изобретения состоит в создании условий, при которых в заявляемом ARCФ будет реализован четвертый порядок фильтра.The main objective of the proposed invention is to create conditions under which the fourth filter order will be implemented in the claimed ARCF.

Поставленная задача достигается тем, что в активном RC-фильтре фиг. 1, содержащем вход 1 устройства, связанный с источником сигнала 2, выход 3 устройства, подключенный к нагрузке 4, входной фильтр низких частот второго порядка с первым 5 и вторым 6 входами, а также первым 7, вторым 8, третьим 9 и четвертым 10 выходами, причем первый 5 вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу первого 11 операционного усилителя через первый 12 резистор, инвертирующий вход первого 11 операционного усилителя связан с его выходом через второй 13 резистор, выход первого 11 операционного усилителя соединён со вторым 8 выходом, инвертирующий вход первого 11 операционного усилителя подключен к инвертирующему входу второго 14 операционного усилителя, инвертирующий вход второго 14 операционного усилителя связан с его выходом через третий 15 резистор, выход второго 14 операционного усилителя соединён с первым 7 выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход первого 11 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго 14 операционного усилителя через первый 16 конденсатор, неинвертирующий вход первого 11 операционного усилителя связан с общей шиной источника питания 17, второй 6 вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу третьего 18 операционного усилителя через четвертый 19 резистор, выход третьего 18 операционного усилителя соединён с неинвертирующим входом четвертого 20 операционного усилителя через второй 21 конденсатор, неинвертирующий вход третьего 18 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго 14 операционного усилителя и связан с выходом четвертого 20 операционного усилителя через пятый 22 резистор, выход четвертого 20 операционного усилителя соединён с четвертым 10 выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход четвертого 20 операционного усилителя связан с объединёнными инвертирующими входами третьего 18 и четвертого 20 операционных усилителей через шестой 23 резистор, выход третьего 18 операционного усилителя соединён с третьим 9 выходом входного фильтра низких частот второго порядка и подключен к инвертирующему входу четвертого 20 операционного усилителя через седьмой 24 резистор, выход первого 11 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу четвертого 20 операционного усилителя через восьмой 25 резистор, инвертирующий вход третьего 18 операционного усилителя соединён с первым 7 выходом входного фильтра низких частот второго порядка через последовательно соединённые восьмой 26 и девятый 27 резисторы, общий узел которых связан с общей шиной источника питания 17 через десятый 28 резистор, источник сигнала 2 и нагрузка 4 согласованы с общей шиной источника питания 17, предусмотрены новые элементы и связи - в схему устройства введен выходной фильтр низких частот второго порядка 29, идентичный входному фильтру низких частот по составу элементов, связей между ними и функциональному назначению входов и выходов, содержащий первый 30 (in.1*) и второй 31 (in.2*) входы, а также первый 32 (out.1*), второй 33 (out.2*), третий 34 (out.3*) и четвертый 35 (out.4*) выходы, дополнительный инвертирующий усилитель 36, дополнительный инвертирующий сумматор 37, причем третий 9 выход входного фильтра низких частот второго порядка подключен ко второму 31 (in.2*) входу выходного фильтра низких частот второго порядка 29, третий 34 (out.3*) выход выходного фильтра низких частот второго порядка 29 соединён с выходом 3 устройства и связан с первым 5 входом входного фильтра низких частот второго порядка через дополнительный инвертирующий усилитель 36, первый вход 38 дополнительного инвертирующего сумматора 37 соединён со вторым 33 (out.2*) выходом выходного фильтра низких частот второго порядка 29, второй вход 39 дополнительного инвертирующего сумматора 37 подключен ко входу 1 устройства, третий вход 40 дополнительного инвертирующего сумматора 37 соединён с четвертым 35 (out.4*) выходом выходного фильтра низких частот второго порядка 29, выход дополнительного 37 инвертирующего сумматора связан со вторым 6 входом входного фильтра низких частот второго порядка.The stated task is achieved by the fact that in the active RC filter of FIG. 1, containing the input 1 of the device connected to the signal source 2, the output 3 of the device connected to the load 4, the input low-pass filter of the second order with the first 5 and second 6 inputs, as well as the first 7, second 8, third 9 and fourth 10 outputs , and the first 5 input of the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the first 11 operational amplifier through the first 12 resistor, the inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to its output through the second 13 resistor, the output of the first 11 operational amplifier is connected to the second 8 output, the inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to the inverting input of the second 14 operational amplifier, the inverting input of the second 14 operational amplifier is connected to its output through the third 15 resistor, the output of the second 14 operational amplifier is connected to the first 7 output of the input low-pass filter of the second order, the output of the first 11 operational amplifier connected to a non-inverting the input of the second 14 operational amplifier through the first 16 capacitor, the non-inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to the common bus of the power supply 17, the second 6 input of the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the third 18 operational amplifier through the fourth 19 resistor, the output of the third 18 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the second 21 capacitor, the non-inverting input of the third 18 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the second 14 operational amplifier and connected to the output of the fourth 20 operational amplifier through the fifth 22 resistor, the output of the fourth 20 operational amplifier is connected to the fourth 10 the output of the input low-pass filter of the second order, the output of the fourth 20 operational amplifier is connected to the combined inverting inputs of the third 18 and fourth 20 operational amplifiers through the sixth 23 resistor, the output of the third 18 operation This amplifier is connected to the third 9 output of the input low-pass filter of the second order and connected to the inverting input of the fourth 20 of the operational amplifier through the seventh 24 resistor, the output of the first 11 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth 20 of the operational amplifier through the eighth 25 resistor, which inverts the input of the third 18 operational the amplifier is connected to the first 7 output of the input low-pass filter of the second order through series-connected eighth 26 and ninth 27 resistors, the common node of which is connected to the common bus of the power supply 17 through the tenth 28 resistor, the signal source 2 and load 4 are matched with the common bus of the power supply 17 , new elements and connections are provided - an output low-pass filter of the second order 29 is introduced into the device circuit, identical to the input low-pass filter in terms of the composition of the elements, connections between them and the functional purpose of the inputs and outputs, containing the first 30 (in.1 *) and the second 31 (in.2 *) inputs, and also the first 32 (out.1 *), the second 33 (out.2 *), the third 34 (out.3 *) and the fourth 35 (out.4 *) outputs, an additional inverting amplifier 36, an additional inverting adder 37, and the third 9 output of the input low-pass filter of the second order is connected to the second 31 (in.2 *) input of the output low-pass filter of the second order 29, the third 34 (out.3 *) output of the output low-pass filter of the second order 29 is connected to the output 3 of the device and connected to the first 5 input of the input second-order low-pass filter through an additional inverting amplifier 36, the first input 38 of the additional inverting adder 37 is connected to the second 33 (out.2 *) output of the output second-order low-pass filter 29, the second input 39 of the additional inverting adder 37 connected to input 1 of the device, the third input 40 of the additional inverting adder 37 is connected to the fourth 35 (out.4 *) output of the output low-pass filter of the second order 29, the output of the additional 37 inv The circulating adder is connected to the second 6 input of the input second-order low-pass filter.

На чертеже фиг. 1 показана схема ФНЧ-прототипа, а на чертеже фиг. 2 - схема заявляемого фильтра низких частот четвертого порядка по п. 1 формулы изобретения.In the drawing, FIG. 1 shows a diagram of a low-pass filter prototype, and in the drawing of FIG. 2 is a diagram of the inventive fourth-order low-pass filter according to claim 1 of the claims.

На чертеже фиг. 3 приведена схема фильтра низких частот четвертого порядка по п. 1 формулы изобретения с конкретной реализацией выходного фильтра низких частот второго порядка 29.In the drawing, FIG. 3 shows a diagram of a fourth-order low-pass filter according to claim 1 of the claims with a specific implementation of an output second-order low-pass filter 29.

На чертеже фиг. 4 представлен вариант реализации и схема включения дополнительного инвертирующего усилителя 36 на основе первого 41 дополнительного операционного усилителя по п. 2 формулы изобретения.In the drawing, FIG. 4 shows an embodiment and a circuit for switching on an additional inverting amplifier 36 based on the first 41 additional operational amplifier according to claim 2 of the claims.

На чертеже фиг. 5 показан вариант реализации и схема включения дополнительного инвертирующего усилителя 36 по п. 3 формулы изобретения на основе первого 44 дополнительного мультидифференциального операционного усилителя.In the drawing, FIG. 5 shows an embodiment and a circuit for switching on an additional inverting amplifier 36 according to claim 3 of the claims based on the first 44 additional multi-differential operational amplifier.

На чертеже фиг. 6 изображён вариант реализации и схема включения дополнительного инвертирующего сумматора 37 на основе второго 49 дополнительного операционного усилителя по п. 4 формулы изобретения.In the drawing, FIG. 6 shows an embodiment and a circuit for switching on an additional inverting adder 37 based on the second 49 additional operational amplifier according to claim 4 of the claims.

На чертеже фиг. 7 представлен вариант реализации и схема включения дополнительного инвертирующего сумматора 37 на основе второго 54 дополнительного мультидифференциального операционного усилителя по п. 5 формулы изобретения.In the drawing, FIG. 7 shows an embodiment and a circuit for switching on an additional inverting adder 37 based on the second 54 additional multi-differential operational amplifier according to claim 5 of the claims.

На чертеже фиг. 8 приведены результаты компьютерного моделирования заявляемого фильтра рис. 2.In the drawing, FIG. 8 shows the results of computer simulation of the proposed filter Fig. 2.

Фильтр низких частот четвертого порядка фиг. 2 содержит вход 1 устройства, связанный с источником сигнала 2, выход 3 устройства, подключенный к нагрузке 4, входной фильтр низких частот второго порядка с первым 5 и вторым 6 входами, а также первым 7, вторым 8, третьим 9 и четвертым 10 выходами, причем первый 5 вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу первого 11 операционного усилителя через первый 12 резистор, инвертирующий вход первого 11 операционного усилителя связан с его выходом через второй 13 резистор, выход первого 11 операционного усилителя соединён со вторым 8 выходом, инвертирующий вход первого 11 операционного усилителя подключен к инвертирующему входу второго 14 операционного усилителя, инвертирующий вход второго 14 операционного усилителя связан с его выходом через третий 15 резистор, выход второго 14 операционного усилителя соединён с первым 7 выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход первого 11 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго 14 операционного усилителя через первый 16 конденсатор, неинвертирующий вход первого 11 операционного усилителя связан с общей шиной источника питания 17, второй 6 вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу третьего 18 операционного усилителя через четвертый 19 резистор, выход третьего 18 операционного усилителя соединён с неинвертирующим входом четвертого 20 операционного усилителя через второй 21 конденсатор, неинвертирующий вход третьего 18 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго 14 операционного усилителя и связан с выходом четвертого 20 операционного усилителя через пятый 22 резистор, выход четвертого 20 операционного усилителя соединён с четвертым 10 выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход четвертого 20 операционного усилителя связан с объединёнными инвертирующими входами третьего 18 и четвертого 20 операционных усилителей через шестой 23 резистор, выход третьего 18 операционного усилителя соединён с третьим 9 выходом входного фильтра низких частот второго порядка и подключен к инвертирующему входу четвертого 20 операционного усилителя через седьмой 24 резистор, выход первого 11 операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу четвертого 20 операционного усилителя через восьмой 25 резистор, инвертирующий вход третьего 18 операционного усилителя соединён с первым 7 выходом входного фильтра низких частот второго порядка через последовательно соединённые восьмой 26 и девятый 27 резисторы, общий узел которых связан с общей шиной источника питания 17 через десятый 28 резистор, источник сигнала 2 и нагрузка 4 согласованы с общей шиной источника питания 17. В схему устройства введен выходной фильтр низких частот второго порядка 29, идентичный входному фильтру низких частот по составу элементов, связей между ними и функциональному назначению входов и выходов, содержащий первый 30 (in.1*) и второй 31 (in.2*) входы, а также первый 32 (out.1*), второй 33 (out.2*), третий 34 (out.3*) и четвертый 35 (out.4*) выходы, дополнительный инвертирующий усилитель 36, дополнительный инвертирующий сумматор 37, причем третий 9 выход входного фильтра низких частот второго порядка подключен ко второму 31 (in.2*) входу выходного фильтра низких частот второго порядка 29, третий 34 (out.3*) выход выходного фильтра низких частот второго порядка 29 соединён с выходом 3 устройства и связан с первым 5 входом входного фильтра низких частот второго порядка через дополнительный инвертирующий усилитель 36, первый вход 38 дополнительного инвертирующего сумматора 37 соединён со вторым 33 (out.2*) выходом выходного фильтра низких частот второго порядка 29, второй вход 39 дополнительного инвертирующего сумматора 37 подключен ко входу 1 устройства, третий вход 40 дополнительного инвертирующего сумматора 37 соединён с четвертым 35 (out.4*) выходом выходного фильтра низких частот второго порядка 29, выход дополнительного 37 инвертирующего сумматора связан со вторым 6 входом входного фильтра низких частот второго порядка.The fourth order low pass filter of FIG. 2 contains the input 1 of the device connected to the signal source 2, the output 3 of the device connected to the load 4, the input low-pass filter of the second order with the first 5 and second 6 inputs, as well as the first 7, second 8, third 9 and fourth 10 outputs, wherein the first 5 input of the second-order input low-pass filter is connected to the inverting input of the first 11 operational amplifier through the first 12 resistor, the inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to its output through the second 13 resistor, the output of the first 11 operational amplifier is connected to the second 8 output, inverting the input of the first 11 operational amplifier is connected to the inverting input of the second 14 operational amplifier, the inverting input of the second 14 operational amplifier is connected to its output through the third 15 resistor, the output of the second 14 operational amplifier is connected to the first 7 output of the second-order input low-pass filter, the output of the first 11 operational amplifier connected to non-inverting input the second 14 operational amplifier through the first 16 capacitor, the non-inverting input of the first 11 operational amplifier is connected to the common bus of the power supply 17, the second 6 input of the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the third 18 operational amplifier through the fourth 19 resistor, the output of the third 18 operational amplifier connected to the non-inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the second 21 capacitors, the non-inverting input of the third 18 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the second 14 operational amplifier and connected to the output of the fourth 20 operational amplifier through the fifth 22 resistor, the output of the fourth 20 operational amplifier is connected to the fourth 10 output input low-pass filter of the second order, the output of the fourth 20 operational amplifier is connected to the combined inverting inputs of the third 18 and fourth 20 operational amplifiers through the sixth 23 resistor, the output of the third 18 operational amplifier is connected to the third 9 output of the input low-pass filter of the second order and is connected to the inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the seventh 24 resistor, the output of the first 11 operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth 20 operational amplifier through the eighth 25 resistor inverting the input of the third 18 operational amplifier connected to the first 7 output of the input low-pass filter of the second order through series-connected eighth 26 and ninth 27 resistors, the common node of which is connected to the common bus of the power source 17 through the tenth 28 resistor, the signal source 2 and load 4 are matched with the common bus of the power source 17. An output low-pass filter of the second order 29 is introduced into the circuit of the device, which is identical to the input low-pass filter in terms of the composition of elements, connections between them and the functional purpose of inputs and outputs, containing the first 30 (in.1 *) and the second 31 (in.2 *) inputs , as well as the first 32 (out.1 *), the second 33 (out. 2 *), the third 34 (out.3 *) and the fourth 35 (out.4 *) outputs, an additional inverting amplifier 36, an additional inverting adder 37, and the third 9 output of the input low-pass filter of the second order is connected to the second 31 (in. 2 *) to the input of the output low-pass filter of the second order 29, the third 34 (out.3 *) the output of the output low-pass filter of the second order 29 is connected to the output 3 of the device and connected to the first 5 input of the input low-pass filter of the second order through an additional inverting amplifier 36 , the first input 38 of the additional inverting adder 37 is connected to the second 33 (out.2 *) output of the output low-pass filter of the second order 29, the second input 39 of the additional inverting adder 37 is connected to the input 1 of the device, the third input 40 of the additional inverting adder 37 is connected to the fourth 35 (out.4 *) output of the output low-pass filter of the second order 29, the output of the additional 37 inverting adder is connected to the second 6 input the house of the input second-order low-pass filter.

Рассмотрим работу схемы ФНЧ фиг. 2.Consider the operation of the LPF circuit of FIG. 2.

Передаточная функция схемы ФНЧ четвертого порядка в общем виде описывается выражениемThe transfer function of the fourth-order low-pass filter circuit is generally described by the expression

Figure 00000001
(1)
Figure 00000001
 (one)

где

Figure 00000002
и
Figure 00000003
 - коэффициенты числителя и знаменателя передаточной функции (1). Where
Figure 00000002
 and
Figure 00000003
 - the coefficients of the numerator and denominator of the transfer function (1).

Характер изменения АЧХ и ФЧХ фильтра от частоты зависят от численных значений

Figure 00000002
и
Figure 00000003
 передаточной функции (1), а его свойства, т.е. возможность перестройки по частоте, реализуемой неравномерности АЧХ в полосе пропускания, коэффициента передачи на нулевой частоте М определяются топологией схемы. Известно, что для перестройки фильтра четвертого порядка по частоте при неизменных других параметрах необходимо одновременно изменять как минимум параметры четырёх элементов, например, сопротивлений четырёх резисторов или ёмкостей четырёх конденсаторов. Наиболее просто это осуществить, используя в качестве элементов перестройки различные переменные резисторы, в том числе с электронной перестройкой параметров. Причем, наиболее простые схемы получаются, когда все электронные компоненты перестройки имеют идентичные характеристики. Поставленная задача решается, например, на идентичных звеньях фильтров нижних частот второго порядка, имеющих равные значения частот полюсов
Figure 00000004
, затуханий
Figure 00000005
 и масштабных коэффициентов передач
Figure 00000006
 The nature of the frequency response and phase response of the filter depends on the numerical values
Figure 00000002
 and
Figure 00000003
 transfer function (1), and its properties, i.e. the possibility of frequency tuning, realized by the non-uniformity of the frequency response in the passband, the transmission coefficient at zero frequency M are determined by the circuit topology. It is known that in order to rebuild a fourth-order filter in frequency with other parameters unchanged, at least the parameters of four elements must be simultaneously changed, for example, the resistances of four resistors or capacities of four capacitors. The easiest way to do this is using various variable resistors as tuning elements, including those with electronic tuning of parameters. Moreover, the simplest circuits are obtained when all electronic components of the adjustment have identical characteristics. The problem posed is solved, for example, on identical links of second-order low-pass filters having equal values of the pole frequencies
Figure 00000004
 , attenuation
Figure 00000005
 and gear scaling factors
Figure 00000006

Figure 00000007
(2)
Figure 00000007
 (2)

За счет введения обратных связей с дополнительных выходов второго звена c передаточными функциями полосового фильтраDue to the introduction of feedbacks from additional outputs of the second link with the transfer functions of the bandpass filter

Figure 00000008
(3)
Figure 00000008
 (3)

и фильтра верхних частотand high-pass filter

Figure 00000009
(4)
Figure 00000009
 (four)

а также дополнительного входа первого звена через дополнительный инвертирующий усилитель 36 и дополнительный инвертирующий сумматор 37, фильтром четвертого порядка (фиг. 2) реализуется передаточная функция (1), коэффициенты которой определяются соотношениямиas well as an additional input of the first link through an additional inverting amplifier 36 and an additional inverting adder 37, a fourth-order filter (Fig. 2) implements the transfer function (1), the coefficients of which are determined by the relations

Figure 00000010
Для упрощения соотношений (5) значения коэффициентов передач звеньев
Figure 00000006
 независимо от реализуемых ими передаточных функций выбраны равными, но это не является обязательным условием при реализации конкретной схемы заявляемого фильтра нижних частот четвертого порядка.
Figure 00000010
To simplify relations (5), the values of the transmission coefficients of the links
Figure 00000006
 regardless of the transfer functions implemented by them are selected equal, but this is not a prerequisite for the implementation of a specific circuit of the claimed fourth-order low-pass filter.

Благодаря зависимости коэффициентов передаточной функции фильтра (5) от параметров отдельных звеньев и коэффициентов передач дополнительного инвертирующего сумматора 37 и дополнительного инвертирующего усилителя 36 в заявляемом фильтре нижних частот четвёртого порядка возможен независимый выбор численных значений коэффициентов, в т.ч. при реализации фильтра на идентичных звеньях второго порядка.Due to the dependence of the coefficients of the transfer function of the filter (5) on the parameters of the individual links and the transmission coefficients of the additional inverting adder 37 and the additional inverting amplifier 36 in the claimed fourth-order low-pass filter, an independent selection of the numerical values of the coefficients is possible, incl. when implementing the filter on identical second-order links.

В результате компьютерного моделирования схемы, приведенной на фиг. 2, в программе схемотехнического моделирования Micro-Cap была получена АЧХ фильтра (фиг. 8), которая соответствует АЧХ фильтра Чебышева 4-го порядка, и которая подтвердила работоспособность предлагаемого схемотехнического решения.As a result of computer simulation of the circuit shown in FIG. 2, the AFC of the filter was obtained in the Micro-Cap circuit simulation program (Fig. 8), which corresponds to the AFC of the Chebyshev filter of the 4th order, and which confirmed the operability of the proposed circuit solution.

Таким образом, заявляемое устройство имеет существенные преимущества в сравнении с прототипом.Thus, the claimed device has significant advantages over the prototype.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК BIBLIOGRAPHIC LIST

1 Выбор параметров аналоговых ограничителей спектра для цифровых систем обработки сигналов с учетом допусков и температурной нестабильности пассивных компонентов / Денисенко Д.Ю., Иванов Ю.И., Прокопенко Н.Н. // Радиотехника. - 2017. - № 1. - С. 148-1531 Choice of parameters of analog spectrum limiters for digital signal processing systems taking into account tolerances and temperature instability of passive components / Denisenko D.Yu., Ivanov Yu.I., Prokopenko N.N. // Radio engineering. - 2017. - No. 1. - P. 148-153

2. Estimation to Efficiency of the Using of Anti-Alias Filter in the A/D Interface of Instrumentation and Control Systems / L.K. Samoylov, N.N. Prokopenko, A.V. Bugakova // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’ 2018), Kazan, Russia, September 14 - 17, 2018, pp. 422-4252. Estimation to Efficiency of the Using of Anti-Alias Filter in the A / D Interface of Instrumentation and Control Systems / L.K. Samoylov, N.N. Prokopenko, A.V. Bugakova // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS ’2018), Kazan, Russia, September 14 - 17, 2018, pp. 422-425

3. Selection of the Band-Pass Range of the Normalizing Signal Transducer of the Sensing Element in the Instrumentation and Control Systems / L.K. Samoylov, N.N. Prokopenko, A.V. Bugakova // 2018 14th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology (ICSICT’ 2018). Proceedings. Oct. 31 - Nov. 3, 2018, Qingdao, China3. Selection of the Band-Pass Range of the Normalizing Signal Transducer of the Sensing Element in the Instrumentation and Control Systems / LK Samoylov, NN Prokopenko, AV Bugakova // 2018 14 th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology ( ICSICT '2018). Proceedings. Oct. 31 - Nov. 3, 2018, Qingdao, China

4. The Function Approximation of the Signal Delay Time in the Anti-Alias Filter of the A/D Interface of the Instrumentation and Control System / L.K. Samoylov, D.Yu.Denisenko, N.N. Prokopenko // 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech - 2018), October 22-23, 2018, Saint Petersburg, Russia4. The Function Approximation of the Signal Delay Time in the Anti-Alias Filter of the A / D Interface of the Instrumentation and Control System / L.K. Samoylov, D. Yu. Denisenko, N.N. Prokopenko // 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech - 2018), October 22-23, 2018, Saint Petersburg, Russia

5. Справочник по расчету и проектированию ARC-схем / Букашкин С.А., Власов В.П., Змий Б.Ф. и др.; Под. ред. А.А. Ланнэ. - М.: Радио и связь, 1984. - 368 с.5. Reference book on the calculation and design of ARC-schemes / Bukashkin SA, Vlasov VP, Zmiy BF. and etc.; Under. ed. A.A. Lanne. - M .: Radio and communication, 1984 .-- 368 p.

6. Патент RU 2110140, 1998 г.6. Patent RU 2110140, 1998

7. Патент US 3.787.776, 1974 г.7. Patent US 3.787.776, 1974

8. Патентная заявка US 2007/0296496, 2007 г.8. Patent application US 2007/0296496, 2007

9. Патент RU 2370881, 2009 г.9. Patent RU 2370881, 2009

10. Патент RU 2370882, 2009 г.10. Patent RU 2370882, 2009

11. Патент RU 2370880, 2009 г.11. Patent RU 2370880, 2009

12. Патент US 3.736.517, 1973 г.12. US patent 3.736.517, 1973

13. Патент US 6.407.627, 2002 г.13. Patent US 6.407.627, 2002

14. Патент SU 1187241, 1985 г.14. Patent SU 1187241, 1985

15. Патент US 6.344.773, 2002 г.15. Patent US 6.344.773, 2002

16. Патент US 6.710.644, 2004 г.16. Patent US 6.710.644, 2004

17. Патент SU 1777233, 1990 г.17. Patent SU 1777233, 1990

18. Патент RU 2019023, 1994 г.18. Patent RU 2019023, 1994

19. Патент SU 443459, 1974 г.19. Patent SU 443459, 1974

20. Патент SU 1417178, 1988 г.20. Patent SU 1417178, 1988

21. Патент SU 1758833, 1992 г.21. Patent SU 1758833, 1992

22. Патент CN 108370214, 2018 г.22. Patent CN 108370214, 2018

23. Патент RU 2618727, 2017 г.23. Patent RU 2618727, 2017

24. Патент RU 2625426, 2017 г.24. Patent RU 2625426, 2017

Claims (5)

1. Фильтр низких частот четвертого порядка, содержащий вход (1) устройства, связанный с источником сигнала (2), выход (3) устройства, подключенный к нагрузке (4), входной фильтр низких частот второго порядка с первым (5) и вторым (6) входами, а также первым (7), вторым (8), третьим (9) и четвертым (10) выходами, причем первый (5) вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу первого (11) операционного усилителя через первый (12) резистор, инвертирующий вход первого (11) операционного усилителя связан с его выходом через второй (13) резистор, выход первого (11) операционного усилителя соединён со вторым (8) выходом, инвертирующий вход первого (11) операционного усилителя подключен к инвертирующему входу второго (14) операционного усилителя, инвертирующий вход второго (14) операционного усилителя связан с его выходом через третий (15) резистор, выход второго (14) операционного усилителя соединён с первым (7) выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход первого (11) операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго (14) операционного усилителя через первый (16) конденсатор, неинвертирующий вход первого (11) операционного усилителя связан с общей шиной источника питания (17), второй (6) вход входного фильтра низких частот второго порядка подключен к инвертирующему входу третьего (18) операционного усилителя через четвертый (19) резистор, выход третьего (18) операционного усилителя соединён с неинвертирующим входом четвертого (20) операционного усилителя через второй (21) конденсатор, неинвертирующий вход третьего (18) операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу второго (14) операционного усилителя и связан с выходом четвертого (20) операционного усилителя через пятый (22) резистор, выход четвертого (20) операционного усилителя соединён с четвертым (10) выходом входного фильтра низких частот второго порядка, выход четвертого (20) операционного усилителя связан с объединёнными инвертирующими входами третьего (18) и четвертого (20) операционных усилителей через шестой (23) резистор, выход третьего (18) операционного усилителя соединён с третьим (9) выходом входного фильтра низких частот второго порядка и подключен к инвертирующему входу четвертого (20) операционного усилителя через седьмой (24) резистор, выход первого (11) операционного усилителя подключен к неинвертирующему входу четвертого (20) операционного усилителя через восьмой (25) резистор, инвертирующий вход третьего (18) операционного усилителя соединён с первым (7) выходом входного фильтра низких частот второго порядка через последовательно соединённые восьмой (26) и девятый (27) резисторы, общий узел которых связан с общей шиной источника питания (17) через десятый (28) резистор, источник сигнала (2) и нагрузка (4) согласованы с общей шиной источника питания (17), отличающийся тем, что в схему устройства введен выходной фильтр низких частот второго порядка (29), идентичный входному фильтру низких частот по составу элементов, связей между ними и функциональному назначению входов и выходов, содержащий первый (30) (in.1*) и второй (31) (in.2*) входы, а также первый (32) (out.1*), второй (33) (out.2*), третий (34) (out.3*) и четвертый (35) (out.4*) выходы, дополнительный инвертирующий усилитель (36), дополнительный инвертирующий сумматор (37), причем третий (9) выход входного фильтра низких частот второго порядка подключен ко второму (31) (in.2*) входу выходного фильтра низких частот второго порядка (29), третий (34) (out.3*) выход выходного фильтра низких частот второго порядка (29) соединён с выходом (3) устройства и связан с первым (5) входом входного фильтра низких частот второго порядка через дополнительный инвертирующий усилитель (36), первый вход (38) дополнительного инвертирующего сумматора (37) соединён со вторым (33) (out.2*) выходом выходного фильтра низких частот второго порядка (29), второй вход (39) дополнительного инвертирующего сумматора (37) подключен к входу (1) устройства, третий вход (40) дополнительного инвертирующего сумматора (37) соединён с четвертым (35) (out.4*) выходом выходного фильтра низких частот второго порядка (29), выход дополнительного (37) инвертирующего сумматора связан со вторым (6) входом входного фильтра низких частот второго порядка.1. Low-pass filter of the fourth order, containing the input (1) of the device associated with the signal source (2), the output (3) of the device, connected to the load (4), the input low-pass filter of the second order with the first (5) and the second ( 6) inputs, as well as the first (7), second (8), third (9) and fourth (10) outputs, and the first (5) input of the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the first (11) operational amplifier through the first (12) resistor inverting the input of the first (11) operational amplifier is connected to its output through the second (13) resistor, the output of the first (11) operational amplifier is connected to the second (8) output, the inverting input of the first (11) operational amplifier is connected to the inverting input of the second (14) operational amplifier, the inverting input of the second (14) operational amplifier is connected to its output through the third (15) resistor, the output of the second (14) operational amplifier is connected to the first (7) output of the input low-pass filter W Ordinary, the output of the first (11) operational amplifier is connected to the non-inverting input of the second (14) operational amplifier through the first (16) capacitor, the non-inverting input of the first (11) operational amplifier is connected to the common bus of the power source (17), the second (6) input the input low-pass filter of the second order is connected to the inverting input of the third (18) operational amplifier through the fourth (19) resistor, the output of the third (18) operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth (20) operational amplifier through the second (21) capacitor, which non-inverting the input of the third (18) of the operational amplifier is connected to the non-inverting input of the second (14) operational amplifier and connected to the output of the fourth (20) operational amplifier through the fifth (22) resistor, the output of the fourth (20) operational amplifier is connected to the fourth (10) output of the input low-pass filter second order, the output of the fourth (20) op-amp is coupled to the combined inverts operating inputs of the third (18) and fourth (20) operational amplifiers through the sixth (23) resistor, the output of the third (18) operational amplifier is connected to the third (9) output of the input low-pass filter of the second order and is connected to the inverting input of the fourth (20) operational amplifier through the seventh (24) resistor, the output of the first (11) operational amplifier is connected to the non-inverting input of the fourth (20) operational amplifier through the eighth (25) resistor, the inverting input of the third (18) operational amplifier is connected to the first (7) output of the input low filter frequencies of the second order through series-connected eighth (26) and ninth (27) resistors, the common node of which is connected to the common bus of the power source (17) through the tenth (28) resistor, the signal source (2) and load (4) are matched with the common bus power supply (17), characterized in that an output low-pass filter of the second order (29) is introduced into the device circuit, identical to the input low-pass filter by the composition of elements, connections between them and the functional purpose of inputs and outputs, containing the first (30) (in.1 *) and the second (31) (in.2 *) inputs, as well as the first (32) (out.1 *) , the second (33) (out.2 *), the third (34) (out.3 *) and the fourth (35) (out.4 *) outputs, an additional inverting amplifier (36), an additional inverting adder (37), and the third (9) output of the input low-pass filter of the second order is connected to the second (31) (in.2 *) input of the output low-pass filter of the second order (29), the third (34) (out.3 *) output of the output low-pass filter of the second order (29) is connected to the output (3) of the device and connected to the first (5) input of the input second-order low-pass filter through an additional inverting amplifier (36), the first input (38) of the additional inverting adder (37) is connected to the second (33) (out.2 *) the output of the second order low-pass filter (29), the second input (39) of the additional inverting adder (37) is connected to the input (1) of the device TWA, the third input (40) of the additional inverting adder (37) is connected to the fourth (35) (out.4 *) output of the output low-pass filter of the second order (29), the output of the additional (37) inverting adder is connected to the second (6) input input low-pass filter of the second order. 2. Фильтр низких частот четвертого порядка по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный инвертирующий усилитель (36) выполнен на основе первого (41) дополнительного операционного усилителя, первого (42) и второго (43) вспомогательных резисторов, причём вход дополнительного инвертирующего усилителя (36) соединён с инвертирующим входом первого (41) дополнительного операционного усилителя через первый (42) вспомогательный резистор и подключен к его выходу через второй (43) вспомогательный резистор, выход первого (41) дополнительного операционного усилителя является выходом дополнительного инвертирующего усилителя (36), неинвертирующий вход первого (41) дополнительного операционного усилителя согласован с общей шиной источника питания (17).2. Low-pass filter of the fourth order according to claim 1, characterized in that the additional inverting amplifier (36) is made on the basis of the first (41) additional operational amplifier, the first (42) and second (43) auxiliary resistors, and the input of the additional inverting amplifier (36) is connected to the inverting input of the first (41) additional operational amplifier through the first (42) auxiliary resistor and connected to its output through the second (43) auxiliary resistor, the output of the first (41) additional operational amplifier is the output of the additional inverting amplifier (36) , the non-inverting input of the first (41) additional operational amplifier is matched with the common bus of the power supply (17). 3. Фильтр низких частот четвертого порядка по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный инвертирующий усилитель (36) выполнен на основе первого (44) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя, содержащего первый и второй входные порты, причём инвертирующий (45) вход первого порта первого (44) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя является входом дополнительного инвертирующего усилителя (36), неинвертирующий (46) вход первого порта и неинвертирующий (47) вход второго порта первого (44) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя объединены и согласованы с общей шиной источника питания (17), инвертирующий (48) вход второго порта первого (44) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя соединён с его выходом и является выходом дополнительного инвертирующего усилителя (36).3. Low-pass filter of the fourth order according to claim 1, characterized in that the additional inverting amplifier (36) is based on the first (44) additional multi-differential operational amplifier containing the first and second input ports, and the inverting (45) input of the first port of the first (44) an additional multi-differential operational amplifier is the input of an additional inverting amplifier (36), a non-inverting (46) input of the first port and a non-inverting (47) input of the second port of the first (44) additional multi-differential operational amplifier are combined and matched with a common power supply bus (17) , the inverting (48) input of the second port of the first (44) additional multi-differential operational amplifier is connected to its output and is the output of the additional inverting amplifier (36). 4. Фильтр низких частот четвертого порядка по п. 2, отличающийся тем, что дополнительный инвертирующий сумматор (37) выполнен на основе второго (49) дополнительного операционного усилителя, третьего (50), четвертого (51), пятого (52) и шестого (53) вспомогательных резисторов, причём первый (38) вход дополнительного инвертирующего сумматора (37) соединён с инвертирующим входом второго (49) дополнительного операционного усилителя через третий (50) вспомогательный резистор, второй (39) вход дополнительного инвертирующего сумматора (37) подключен к инвертирующему входу второго (49) дополнительного операционного усилителя через четвертый (51) вспомогательный резистор, третий (40) вход дополнительного инвертирующего сумматора (37) связан с инвертирующим входом второго (49) дополнительного операционного усилителя через пятый (52) вспомогательный резистор, инвертирующий вход второго (49) дополнительного операционного усилителя соединён с его выходом через шестой (53) вспомогательный резистор, выход второго дополнительного операционного усилителя (49) является выходом дополнительного инвертирующего сумматора (37), неинвертирующий вход второго (49) дополнительного операционного усилителя согласован с общей шиной источника питания (17).4. Low-pass filter of the fourth order according to claim 2, characterized in that the additional inverting adder (37) is made on the basis of the second (49) additional operational amplifier, the third (50), the fourth (51), the fifth (52) and the sixth ( 53) auxiliary resistors, and the first (38) input of the additional inverting adder (37) is connected to the inverting input of the second (49) additional operational amplifier through the third (50) auxiliary resistor, the second (39) input of the additional inverting adder (37) is connected to the inverting input of the second (49) additional operational amplifier through the fourth (51) auxiliary resistor, the third (40) input of the additional inverting adder (37) is connected to the inverting input of the second (49) additional operational amplifier through the fifth (52) auxiliary resistor, inverting the input of the second ( 49) of the additional operational amplifier is connected to its output through the sixth (53) auxiliary resistor, the output of the second additional operational amplifier (49) is the output of the additional inverting adder (37), the non-inverting input of the second (49) additional operational amplifier is matched with the common bus of the power supply (17). 5. Фильтр низких частот четвертого порядка по п. 3, отличающийся тем, что дополнительный инвертирующий сумматор (37) реализован на основе второго (54) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя, содержащего первый, второй, третий и четвертый входные порты, причём первый (38) вход дополнительного инвертирующего сумматора (37) соединён с инвертируюшим входом (55) первого входного порта второго (54) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя, второй (39) вход дополнительного инвертирующего сумматора (37) подключен к инвертируюшему входу (56) второго входного порта второго (54) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя, третий (40) вход дополнительного инвертирующего сумматора (37) соединён с инвертируюшим входом (57) третьего входного порта второго (54) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя, неинвертирующие входы (58) первого, (59) второго, (60) третьего и (61) четвертого входных портов второго (54) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя объединены и согласованы с общей шиной источника питания (17), инвертирующий вход (62) четвертого входного порта второго (54) дополнительного мультидифференциального операционного усилителя соединён с его выходом и является выходом дополнительного инвертирующего сумматора (37).5. Low-pass filter of the fourth order according to claim 3, characterized in that the additional inverting adder (37) is implemented on the basis of the second (54) additional multi-differential operational amplifier containing the first, second, third and fourth input ports, with the first (38) the input of the additional inverting adder (37) is connected to the inverting input (55) of the first input port of the second (54) additional multi-differential operational amplifier, the second (39) input of the additional inverting adder (37) is connected to the inverting input (56) of the second input port of the second (54 ) of an additional multi-differential operational amplifier, the third (40) input of an additional inverting adder (37) is connected to the inverting input (57) of the third input port of the second (54) of an additional multi-differential operational amplifier, non-inverting inputs (58) of the first, (59) of the second, (60 ) of the third and (61) fourth input ports of the second (54) additional multi-differential operational amplifier are combined and matched with the common bus of the power supply (17), the inverting input (62) of the fourth input port of the second (54) additional multi-differential operational amplifier is connected to its output and is the output of the additional inverting adder (37).
RU2020140315A 2020-12-08 2020-12-08 Fourth-order low-frequency filter RU2748609C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140315A RU2748609C1 (en) 2020-12-08 2020-12-08 Fourth-order low-frequency filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140315A RU2748609C1 (en) 2020-12-08 2020-12-08 Fourth-order low-frequency filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748609C1 true RU2748609C1 (en) 2021-05-28

Family

ID=76301222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140315A RU2748609C1 (en) 2020-12-08 2020-12-08 Fourth-order low-frequency filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748609C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208754U1 (en) * 2021-08-30 2022-01-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" 7th order passive analog low-pass filter
RU2782454C1 (en) * 2022-02-07 2022-10-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Sallen-key anti-alizing low-pass filter with a low zero bias voltage for operation with high-speed analogue-to-digital converters

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2019023A (en) * 1931-01-25 1935-10-29 Seilliere Serge Raymond Fluid pumping apparatus
SU919052A1 (en) * 1979-08-03 1982-04-07 Предприятие П/Я М-5308 Actide rc-filler with biquadratic transfer function
SU1187241A1 (en) * 1983-07-27 1985-10-23 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Active low-pass rc-filter
RU2019023C1 (en) * 1990-04-26 1994-08-30 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Active rc filter
RU2110140C1 (en) * 1995-06-05 1998-04-27 Таганрогский государственный радиотехнический университет Adjustable arc filter
RU96107954A (en) * 1996-04-10 1998-07-27 Военный институт радиоэлектроники ACTIVE FOUR FOUR FOUR FIRST ORDER
US6407627B1 (en) * 2001-02-07 2002-06-18 National Semiconductor Corporation Tunable sallen-key filter circuit assembly and method
US6710644B2 (en) * 2000-11-29 2004-03-23 Broadcom Corporation Low pass filter corner frequency tuning circuit and method
RU2277756C1 (en) * 2004-12-15 2006-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный институт радиоэлектроники Active filter of fourth-order low frequencies
RU2341891C2 (en) * 2007-01-09 2008-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Active low-pass filter of fourth order with zero of transfer
RU2376701C2 (en) * 2004-08-17 2009-12-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Active rc filter with compensation q enhancement
RU2707706C1 (en) * 2019-05-24 2019-11-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Universal active rc-filter of the second order on the basis of multi-differential operational amplifiers

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2019023A (en) * 1931-01-25 1935-10-29 Seilliere Serge Raymond Fluid pumping apparatus
SU919052A1 (en) * 1979-08-03 1982-04-07 Предприятие П/Я М-5308 Actide rc-filler with biquadratic transfer function
SU1187241A1 (en) * 1983-07-27 1985-10-23 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Active low-pass rc-filter
RU2019023C1 (en) * 1990-04-26 1994-08-30 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Active rc filter
RU2110140C1 (en) * 1995-06-05 1998-04-27 Таганрогский государственный радиотехнический университет Adjustable arc filter
RU96107954A (en) * 1996-04-10 1998-07-27 Военный институт радиоэлектроники ACTIVE FOUR FOUR FOUR FIRST ORDER
US6710644B2 (en) * 2000-11-29 2004-03-23 Broadcom Corporation Low pass filter corner frequency tuning circuit and method
US6407627B1 (en) * 2001-02-07 2002-06-18 National Semiconductor Corporation Tunable sallen-key filter circuit assembly and method
RU2376701C2 (en) * 2004-08-17 2009-12-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Active rc filter with compensation q enhancement
RU2277756C1 (en) * 2004-12-15 2006-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный институт радиоэлектроники Active filter of fourth-order low frequencies
RU2341891C2 (en) * 2007-01-09 2008-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Active low-pass filter of fourth order with zero of transfer
RU2707706C1 (en) * 2019-05-24 2019-11-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Universal active rc-filter of the second order on the basis of multi-differential operational amplifiers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208754U1 (en) * 2021-08-30 2022-01-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" 7th order passive analog low-pass filter
RU2782454C1 (en) * 2022-02-07 2022-10-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Sallen-key anti-alizing low-pass filter with a low zero bias voltage for operation with high-speed analogue-to-digital converters
RU2786421C1 (en) * 2022-09-01 2022-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Rlc low pass filter on voltage followers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2737390C1 (en) Universal band-pass filter, low-pass filter and rejection filter on three multi-differential operational amplifiers
RU2704530C1 (en) Broadband band-pass filter with independent adjustment of pole frequency, pole attenuation and transmission coefficient
RU2677362C1 (en) Active rc filter
RU2697945C1 (en) Active third-order active low-pass rc-filter based on an operational amplifier with a paraphrase output
RU2748609C1 (en) Fourth-order low-frequency filter
RU2656728C1 (en) Arc-filter of bottom frequencies with an independent setting of main parameters
RU2736239C1 (en) Universal band-pass and rejection filter with controlled bandwidth
RU2694134C1 (en) Band pass arc-filter on two operational amplifiers with increase in pole frequency and independent adjustment of main parameters
RU2695977C1 (en) Active third-order low-pass rc filter on an operational amplifier with a paraphrase output
RU2724917C1 (en) Universal active rc-filter of the second order on multi-differential operational amplifiers with minimum quantity of passive and active elements
RU2695981C1 (en) Active rc-filter of lower frequencies of third order with differential input based on operational amplifier with paraphrase output
RU2730172C1 (en) Universal active rc-filter of second order on multi-differential operational amplifiers
RU2701038C1 (en) Band-pass filter on two operational amplifiers with independent adjustment of main parameters
US3408590A (en) Active hybrid filter using frequency emphasizing and attenuating networks
RU2749605C1 (en) Fourth-order broadband bandpass filter
RU2697612C1 (en) Active low-pass third-order rc filter
RU2718210C1 (en) Active low-pass rc-filter with single element pole frequency tuning on differential and multi-differential operational amplifiers
RU2748610C1 (en) Fourth-order broadband bandpass filter with single input and paraphase output
RU2748608C1 (en) Fourth-order notch filter
RU2721155C1 (en) Low-pass filter of third order with minimum number of capacitors per order
RU2752254C1 (en) Fourth order band filter
RU2720559C1 (en) Active rc-low-pass filter with single-element frequency tuning of the pole on the differential and two multi-differential operational amplifiers
RU2754924C1 (en) Fourth order rotary filter
RU2749400C1 (en) Fourth-order notch filter
RU2748607C1 (en) Fourth-order wideband bandpass active rc filter with differential input and paraphase output