SE457922B - Anordning vid aktivt filter samt anvaendning daerav - Google Patents

Description

15 20 25 457 922 sa att de är tillverkníngsbara till lag kostnad i form av integrerade kretsar. Det har ocksa varit ett problem att konstruera och styra sadana filter sa att de blivit avstämbara över ett jämförelsevis stort frekvensomrade.

Ett ändarnal med föreliggande uppfinning är att möjliggöra konstruktion och styrning av elektriskt styrbara aktiva filter för VHF- och UHF-bandet, före- trädesvis för frekvenser av storleksordningen S00 MHz.

Ett nagot annorlunda ändamal med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sadan konstruktion och styrning av elektriskt styrbara aktiva filter för frekvenser av storleksordningen 500 MHz, att tillverkning kan ske enkelt och billigt i form av integrerade kretsar, företrädesvis i bipolär teknik.

Ytterligare ett ändamal med föreliggande uppfinning är att möjliggöra kon- struktion och styrning av elektriskt styrbara aktiva filter för VHF- och UHF- bandet, företrädesvis för frekvenser av storleksordningen SUÛMHz, vilka filter kan elektriskt avstämmas över ett jämförelsevis stort frekvensomrade. Ännu ett ändamal med föreliggande uppfinning är att möjliggöra konstruktion och avstämning av ett elektriskt styrbart aktivt filter för VHF- och UHF- bandet, vilket filter endast erfordrar en matningsspänning av ca 5 volt.

Dessa och andra ändamål uppnas enligt uppfinningen genom att en anordning innefattande ett för ändamalen speciellt uppfunnet differentialförstärkarsteg _ utnyttjas för konstruktion och styrning av filtren. Differentialförstärkarsteget har tva förstärkningskomponenter, minst tva grupper av seriekopplade diod- komponenter samt minst en strömgenerator kopplade till varandra pa visst sätt, varigenom differentialförstärkarsteget blir speciellt lämpet för ändamålet.

Ett filter konstruerat enligt uppfinningen innefattar minst ett differential- förstärkarsteg. Filter av andra och högre ordning kan innefatta tva eller flera differentialförstârkarsteg. En oscillator för styrning av ett filter via en yttre faslast slinga kan innefatta tre differentialförstärkarsteg. vad som är utmärkande för en anordning innefattande differential- förstärkarsteget och konstruktionen och styrningen av filter innefattande 10 15 20 25 30 457 922 differentialförstärkarsteget framgår av patentkraven. Att konstruera och styra elektriskt styrbara aktiva filter med hjälp av en anordning innefattande differentialförstärkarsteg enligt uppfinningen innebär flera fördelar. Filter kan konstrueras för mycket höga frekvenser av storleksordningen 500 MHz. Till- verkning av filtren kan ske i form av integrerade kretsar. F iltren kan styras sa att de kan avstämmas över ett jämförelsevis stort frekvensomrade. Filtren kan konstrueras för och styras med en matningsspänning av endast ca 5 volt.

Styrning kan ske med en oscillator konstruerad pa snarlikt sätt som ett filter, varigenom filtret och dess styrning kan tillverkas som en enda integrerad krets, varigenom inverkan av temperatur kan kompenseras. Ytterligare fördelar torde inses av fackmannen efter studium av beskrivningen av föredragna utförings- former.

FIGURBESKRIVNING Figur l illustrerar en första utföringsform av ett differentialförstärkarsteg med gruppvis seriekopplade diodkomponenter för användning vid aktiva filter enligt uppfinningen.

Figur 2 illustrerar en andra utföringsform av ett differentialförstärkarsteg för användning vid aktiva filter enligt uppfinningen.

Figur 3 illustrerar en tredje utföringsform av ett differentialförstärkarsteg för användning vid aktiva filter enligt uppfinningen.

Figur li illustrerar ett styrbart lâgpassfilter av första ordningen konstruerat enligt uppfinningen med hjälp av ett differentialförstärkarsteg enligt figur 1.

Figur S illustrerar ett styrbart liögpassfilter av första ordningen konstruerat enligt uppfinningen med hjälp av ett differentíalförstärkarsteg enligt figur l.

Figur 6 illustrerar ett styrbart lagpassfilter av andra ordningen av typ Butter- worth konstruerat enligt uppfinningen med hjälp av differentialförstärkarsteg enligt figur l.

Figur 7a och 7b illustrerar känd teknik att styra aktiva filter.

Figur 8 illustrerar en oscillator konstruerad med hjälp av differential- förstärkarsteg enligt figur l för styrning av filter enligt uppfinningen.

UTFÖRINGSFORMER I figur 'i illustreras ett differentialförstärkarsteg för användning vid konstruktion och styrning av sktiva filter. Differentialförstärkarsteget .J innefattar 10 15 20 25 30 457 922 en första förstärkningskomponent G Ill och en andra förstärkningskomponent G [21 i form av tvâ lika NPN-transistorer med baselektrod, ernitterelektrod och kollektorelektrod. Förstärkningskomponenterernas baselektroder är kopplade i motfas direkt till differentialförstärkarstegets differentialingàng så att skillnaden mellan potentialerna pà baselektroderna ökar med ökande storlek hos spänningen VIN över differentialingången.

Differentialförstärkarsteget i figur 1 innefattar ett flertal diodkomponenter Qtn' Qi_1z'°"'Qi_1m' Gtzl' Qtzwmßtzm' Qnzw” Gun' Q12z*"'@12n' l f°"“ av NPN-transistorer av samma slag som förstärkningskomponenterna Gul och (3121. De transistorer som utgör diodkomponenter har emellertid sina bas- elektroder kopplade direkt till sina kollektorelektroder. Varje diodkomponent har därför ett framspänningsfall som motsvarar bas-emitterspänningen hos en förstärkningskomponent.

Diodkomponenterna GLll, GLlTmGLlm är seriekopplade till en första grupp av m díodkomponenter. Diodkomponenterna GL-Zl, GL22,..., GLZm är serie- kopplade till en andra grupp av m diodkomponenter.

Den första gruppen av dlodkomponenter och den första förstärknings- komponenten ingår tillsammans med diodkomponenterna G seriekrets. Den andra gruppen av diodkomponenter och den andra försEârknings- komponenten ingår tillsammans med diodkomponenterna G G andra seriekrets. uzrnQun i en första I22,..., Izn i en Den första och den andra seriekretsen är parallellkopplade till en första strömgenerator Gl och till en positiv eller jämförelsevis högre matnings- spänning Vcc. Strömgeneratorn är kopplad till en jämförelsevis lägre matnings- spänning eller jord sà att den strävar att hålla summan av strömmarna genom förstärkningskomponenterna konstant.

Differentialförstärkarsteget har sin differentialutgäng mellan förstärknings- komponenternas kollektorelektroder. Den första gruppen av diodkomponenter är således kopplad mellan matningsspänningen VCC och differentíalutgangens ena pol medan den andra gruppen av diodkomponenter är kopplad mellan matnings- spänningen Vcc och differentialutgàngens andra pol. Den första och den andra 10 15 20 25 30 457 922 gruppen är således kopplade i motfas direkt till differentialutgàngen.

Vid obelastad differentialutgang kommer storleken hos strömmen genom den första gruppen väsentligen att överensstämma med strömmen genom den första förstärkningskomponenten medan storleken hos strömmen genom den andra gruppen kommer att väsentligen överensstämma med strömmen genom den andra förstärkningskomponenten. Vidare kommer summan av strömmarna genom den första gruppen och den andra gruppen att vara väsentligen konstant.

Dessutom kommer inom vissa gränser ett väsentligen linjärt samband att föreligga mellan differentialförstärkarstegets utspänning VOUT över different- ialutgangen och differentialförstärkarstegets inspänning VIN över differential- ingången. Sambandet beror av antalet diodkomponenter i seriekretsarna och kan skrivas n >< VOUT = m x VIN.

Den effektiva utgàngsresistansen hos ett differentialförstärkarsteg enligt figur l varierar dels med strömmen genom strömgeneratorn dels med inspänningens storlek. Utgangsresistansens variation med strömmen är önskvärd för att kunna styra ett filter i vilket differentialförstärkarsteget ingar. Utgangsresistansens variation med inspänningen är däremot inte önskvärd därför att signal- amplituden da maste begränsas till laga nivåer för att minska den harmoniska distorsionen och för att undvika frekvensförskjutningar. Differential- förstärkarstegets användbara dynamiska omrâde blir därför begränsat.

Ett sätt att öka differentialförstärkarstegets dynamiska omrâde vore att öka antalet diodkomponenter i' vardera seriekretsen. Om differentialförstärkar- steget skall kunna drivas med en matningsspänning av bara ca 5 volt kan emellertid antalet diod- och förstärkningskomponenter i vardera seriekretsen inte vara större än fyra da diodkomponenterna är kopplade enligt figur 1. i figur 2 illustreras en andra utföringsform av ett differentialförstärkarsteg, i vilket vissa diodkomponenter är kopplade pà annat sätt än i differential- förstärkarsteget enligt figur l, varigenom totala antalet diodkomponenter och differentialförstärkarstegets användbara dynamiska område kan vara större.

Differentialförstärkarsteget enligt figur 2 innefattar en första förstärknings- komponent Gul och en andra förstärkningskomponent GIZl i form av tvâ lika 'IÜ 15 20 25 30 457 922 NPN-transistorer med baselektrod, emitterelektrod och kollektorelektrod. För- stärkningskomponenternas baselektroder är kopplade i motfas direkt till dif- ferentialförstärkarstegets differentialíngang.

En första grupp av n-l seriekopplade diodkomponenter Quzwflnn bildar tillsammans med den första förstärkningskomponenten en första seriekrets. En andra grupp av n-l seriekopplade diodkomponenter Q nya., Qlzn bildar till- sammans med den andra förstärkningskomponenten e n andra seriekrets. Den första och den andra seriekretsen är parallellkopplade till en första ström- generator Gl, vilken strömgenerator är kopplad till en jämförelsevis lag matningsspänning så att den strävar att halla summan av strömmarna genom seriekretsarna väsentligen konstant.

En tredje grupp av m seriekopplade diodkomponenter G LlPmGLlm är in- kopplade mellan en andra strömgenerator G2 och den jämförelsevis laga matningsspänningen. Även den första förstärkningskomponentens kollektor- elektrod är kopplad till den andra strömgeneratorn. Den ena polen hos dif- ferentialförstärkarstegets differentialutgâng är också direkt kopplad till den andra strömgeneratorn.

En fjärde grupp av m seriekopplade diodkomponenter GL2l,...,QL2m är in- 3 och den jämförelsevis laga matningsspänning. 'Även den andra förstärkningskomponentens kollektorelektrod är kopplad till den tredje strömgeneratorn. kopplade mellan en tredje strömgenerator G Den andra polen hos differential- förstärkarstegets differentialutgàng är också direkt kopplad till den tredje strömgeneratorn.

Den andra strömgeneratorn är kopplad till den jämförelsevis höga matnings- spänningen VCC så att den vid obelastad differentialutgang strävar att halla summan av strömmarna genom den första seriekretsen och genom den tredje gruppen konstant. Den tredje strömgeneratorn är kopplad till den jämförelsevis höga matningsspänningen VCC sa att den vid obelastad differentialutgang strävar att halla summan av strömmarna genom andra seriekretsen och genom den fjärde gruppen konstant. Den första, den andra och den tredje ström- generatorn är inställda för att alstra väsentligen lika stora strömmar. Vid obelastad differentialutgang blir därigenom storleken hos strömmen genom den 10 15 20 25 30 457 922 första förstärkningskomponenten väsentligen lika med storleken hos strömmen genom den fjärde gruppen. Vid obelastad differentialutgång blir dessutom storleken hos strömmen genom den andra förstärkningskomponenten väsentligen lika med storleken hos strömmen genom den tredje gruppen.

Varje diodkomponent i den första, andra, tredje och fjärde gruppen utgörs av en transistor av samma typ som förstärkningskomponenterna men med bas- och kollektorelektroderna hopkopplade. Framspänningsfallen över varje diod- komponent i den första och fjärde gruppen överensstämmer därför med bas- emitterspänningen hos den första förstärkningskomponenten. Vidare överrens- stämmer framspänningsfallen över varje diodkomponent i den andra och tredje gruppen väsentligen med bas-emitterspänningen hos den andra förstârknings- komponenten. inom vissa gränser föreliggen därför även vid differential- förstärkaren enligt figur 2 ett väsentligen linjärt samband mellan differential- förstärkarstegets utspänning V över differentielutgången och differential- OUT förstärkarstegets inspänning VIN över differentialutgången. Sambandet beror av antalet diodkomponenter i den tredje och fjärde gruppen i förhållande till antalet diodkomponenter i den första och andra gruppen och kan skrivas =mxV .

"XVOUT IN Vid en maximal matningsspänning av bara ca 5 volt kan antalet diod- komponenter i den tredje och fjärde gruppen i figur 2 vara upp till fyra.

Samtidigt kan antalet diodkomponenter i den första och den andra gruppen vara tva. Antalet diodkomponenter kan således vid en matningsspänning av 5 volt vara väsentligt fler vid ett differentialförstärkarsteg enligt figur 2 än vid ett differentialförstärkarsteg enligt figur l. Det användbara dynamiska omradet hos en differentialförstärkare enligt figur 2 kan därför vara större än hos en differentialförstärkare enligt figur 1. l figur 3 illustreras en tredje utföringsform av ett differentialförstärkarsteg med flera diodkomponenter och större dynamiskt område än differential- förstärkarsteget i figur 2. Differentialförstärkarsteget i figur 3 innefattar en första förstärkningskomponent Gul ingående i en första seriekrets tillsammans med en första grupp av diodkomponenter Quz, (3113, en andra förstärknings- komponent Gl ingående i en andra seriekrets tillsammans med en andra grupp 121 av diodkomponenter (3122, S123, en tredje grupp av seriekopplade diod- 10 15 20 25 30 ê457 922 g. u komponenter D Lu, QLIZ, GLD, en fjärde grupp av seriekopplade diod- Lzl, GLZZ, GILZB, en femte grupp av seriekopplade diod- 114, Gus, DIM, en sjätte grupp av seriekopplede diod- 124, 9125, (3126, en sjunde grupp av seriekopplade diod- CJLM, GLlS, QLN, QLN, en åttonde grupp av seriekopplade diodkomponenter QLN, GLZS, 91-26, QLN, en första strömgenerator Gl, en andra strömgenerator G2, en tredje strömgenerator G3, en fjärde ström- generator G4, en femte strömgenerator G sjunde strömgenerator G7.

D komponenter komponenter D komponenter D komponenter 5, en sjätte stömgenerator Q 6 samt en Den första seriekretsen och den tredje gruppen är parallellkopplade till den andra strömgeneratorn G2. Den andra seriekretsen och den fjärde gruppen är parallellkopplade till den tredje strömgeneratorn G3. Den femte och den sjätte gruppen är parallellkopplade till den första StrÖmgenerâtOrn Q . Den första seriekretsen och den femte gruppen är parallellkopplade till den fjärde ström- generatorn Ga. Den andra seriekretsen och den sjätte gruppen är parallell- kopplade till den femte strömgeneratorn. Den tredje och den sjunde gruppen är parallellkopplade till den sjätte strömgeneratorn G6. Den fjärde och den åttonde gruppen är parallellkopplade till den sjunde strömgeneratorn G7.

Den första, den andra och den tredje strömgeneratorn är kopplade till den jämförelsevis höga matningsspänningen Vcc medan den fjärde, den femte, den sjätte och den sjunde- strömgeneratorn är kopplad till den jämförelsevis laga matningsspänningen eller jord. Strömgeneratorerna strävar att alstra lika stora strömmar. i Förstärkningskomponenterna Gul och (3121 har sina styrelektroder kopplade i motfas direkt till differentialförstârkarstegets differentialingàng IN och sina kollektorelektroder kopplade i motfas direkt till differentialförstärkarstegets differentialutgàng OUT. Direkt till differentialutgangen är ocksa den tredje och den fjärde gruppen kopplade i motfas.

Diodkomponenterna är sinsemellan lika och består av var sin förstärknings- komponent av samma typ som den första och den andra förstärknings- komponenten men med bas- och kollektorelektroderna hopkopplade. Varje diodkomponent har därför ett framspänningsfall som beror av strömmen pá 10 15 20 25 30 457 922 samma sätt som förstärkningskomponenternas bas-emitterspänning.

Differentialförstärkarsteget i figur 3 fungerar pa liknande sätt som different- ialförstârkarstegen i figur 1 och figur 2 men har fler diodkomponenter och större användbart dynamiskt omrade. Differentialförstärkarstegen i figur 2 och figur 3 har inte bara fördelar jämfört med differentialförstärkarsteget i figur 1.

Förstärkarstegens komplexitet är större och de har större strökapacitanser, vilket leder till sämre egenskaper vid höga frekvenser hos filter konstruerade med hjälp av differentialförstärkarstegen. För vissa av strömgeneratorerna erfordras transistorer av PNP-typ medan det endast erfordras transistorer av NPN-typ för diodkomponenterna och förstärkningskomponenterna. Berorende pa tillverkningsprocessen kan da bade PNP- och NPN-transistorer erfordras i strömgeneratorerna oönskade kapacitiva laster uppkomma vid ström- generatorerna. Sadana kapacitiva laster kan försämra egenskaperna vid höga frekvenser hos filter i vilka differentialförstärkarstegen ingar. Differential- förstärkarsteget i figur l kan därför trots allt vara att föredraga i vissa filter, åtminstone da högfrekvensegenskaperna är viktiga.

I figur 4 illustreras ett lagpassfilter av första ordningen konstruerat med hjälp av ett differentialförstärkarsteg enligt figur l. Lagpassfiltret skiljer sig fran ett sadant differentialförstärkarsteg i princip endast genom en kapacitiv komponent i form av en kondensator C kopplad över differentialutgangen. Lag- passfiltret har således en första seriekrets med en första grupp av tva diodkomponenter, en förstaförstärkningskomponent och ytterligare en diod- komponent. Vidare har lagpassfiltret en andra seriekrets med en andra grupp av tva diodkomponenter, en andra förstärkningskomponent och ytterligare en diodkomponent. Seriekretsarna är parallellkopplade mellan den jämförelsevis höga matningsspänningen och en strömgenerator.

Lagpassfiltret i figur 4 har väsentligen samma överfüringsfunktion som ett RC- filter av första ordningen. Eftersom differentialförstärkarstegets utgångs- resistans beror av strömmen genom diodkomponenterna kan utgangsresistansen och därmed lagpassfiltrets gränsfrekvens styras genom styrning av strömmen genom strömgeneratorn. i figur 5 illustreras ett filter som dämpar laga frekvenser ca 6 dB jämfört med 10 15 20 25 30 457 922 10 höga frekvenser. Filtret i figur 5 innefattar ett differentialförstärkarsteg enligt figur l. Filtret skiljer sig från detta differentialförstärkarsteg i princip endast genom att en kapacitiv komponent C är inkopplad mellan seriekretsarna på motsatt sida av förstärkningskomponenterna mot dífferentialutgången. För- stärkningskomponenternas styrelektroder är således kopplade i motfas direkt till filtrets ingång medan förstärkningselementens kollektorelektroder och grupperna av diodkomponenter är kopplade i motfas direkt till filtrets utgång.

I figur 6 illustreras ett lågpassfilter av andra ordningen och typ Butterworth.

Lågpassfiltret enligt figur 6 innefattar ett första lågpassfilter liknande låg- passfiltret i figur 4, vars ingång IN utgör hela lågpassfiltrets ingång. Det första lågpassfiltret innefattar en första seriekrets med diodkomponenterna Dl och D2 samt förstärkningskomponenten Gul. Det första lågpassfiltret innefattar vidare en andra seriekrets med diodkomponenterna DB och Dä samt förstärk- ningskomponenten (3121. Den första och den andra seriekretsen i det första làgpassfiltret är parallellkopplade mellan den höga matningsspänningen V en strömgenerator G1 och cc , R . En kapacitiv komponent Cl är kopplad över det l l första lagpassfiltrets utgång.

Lågpassfiltret enligt figur 6 innefattar ocksa ett andra lagpassfilter liknande lågpassfiltret i figur 4, vars utgång utgör hela lågpassfiltrets utgång. Det andra lågpassfiltret innefattar en första seriekrets med diodkomponenterna DS och D6 samt förstärkningskomponenten Gluz. Det andra lagpassfiltret innefattar vidare en andra seriekrets med diodkomponenterna D7 och D8 samt förstärkninga- komponenten GRZ. Det andra lågpassfiltrets första och andra seriekrets är parallellkopplade mellan den höga matningsspänningen VCC generator G2, R och en ström- 2. En kapacitiv komponent CZ är kopplad över det andra lagpassfiltrets utgång- Det första lågpassfiltrets utgång är kopplad till det andra lågpassfiltrets ingång.

Till det första lågpassfiltrets utgång är dessutom ytterligare två väsentligen lika seriekretsar kopplade. Den ena av dess seriekretsar består av förstärknings- komponenten (3113 och diodkomponenten D9 medan den andra av dessa serie- kretsar består av förstârkningskomponenten G12; och diodkomponenten D10. De båda sistnämnda seriekretsarna är parallellkopplade till en strömgenerator G3, R 3. Styrelektroderna hos förstärkningskomponenterna QID och QIZB är 10 15 20 25 30 457 922 'll kopplade i motfas direkt till det andra làgpassfiltrets utgang.

I lâgpassfiltret enligt figur 6 är diodkomponenterna D1 to m D10 sinsemellan lika medan förstärkningskomponenterna Gul t om GQ; är sinsemellan lika.

Vidare är strömgeneratorerna Gl, Rl och G3, RB lika medan strömgeneratorn G2, RZ skiljer sig fràn de andra strömgeneratorerna. Lågpassfiltret innefattar organ Ga, RQ, G5 för synkron styrning av strömmar-na genom ström- generatorerna, varvid strömgeneratorerna och styrorganet är dimensionerade så att strömmarna genom Gl och G3 blir lika stora medan strömmen genom G2 blir dubbelt sa stor. Storleken hos strömmarna genom strömgeneratorerna styrs med hjälp av en ström ICTL som tillförs styrorganet.

I figur 7a och 7b illustreras förenklade blockschema över i och för sig kända principer för styrning av filter med hjälp av en oscillator och en frekvenslàst slinga FLL respektive faslåst slinga PLL. Eftersom dessa principer för styrning är välkända beskrivs de inte här. Med dessa principer kan exempelvis en ström ICTL alstras till ett styrorgan i ett filter enligt figur 6.

I figur 8 illustreras en oscillator för användning vid styrning av filter enligt uppfinningen, varvid filtren kan styras enligt en känd princip som illustreras i figur 7.

Dscillatorn enligt figur 8 innefattar ett första, ett andra och ett tredje lagpassfilter av i princip samma slag som illustreras i figur 4. Det första av dessa lagpassfilter innefattar diodkomponenterna Dl, D2, DB, Dís, den kapa- citiva komponenten Cl, förstärkningskomponenterna G11 och G12 samt ström- generatorn Gl, Rl. Det andra av làgpassfiltren innefattar diodkomponenterna DS, DS, D7, DB, den kapacitiva komponenten CZ, förstärkningskomponenterna G21 och G22 samt strömgeneratorn G2, RZ. Det tredje av lagpassfiltren innefattar diodkomponenterna D9, D10, Dll, D12, den kapacitiva komponenten G3, förstärkningskomponenterna G31 och G32 samt strömgeneratorn G5, R3.

Lagpassfiltrens förstärkningskornponenter Gli-G är lika. Diod- 32 komponenterna Dl - D12 är också lika och varje diodkomponent utgöres av en förstärkningskomponent av samma slag som Gil-GH men med bas- och kollektorelektroderna hopkopplade. Strömgeneratorerna Gl, Rl och G2, Rz 10 15 20 457 922 _ 12 Samt G3, R3 är ocksa inbördes lika. För synkron styrning av strömgeneratorerna har oscillatorn ett styrorgan G4, Ra, G5. Styrning sker med hjälp av en ström ICTL som tillförs styrorganet.

Det första lagpassfiltrets utgang är i oscillatorn enligt figur 8 kopplad till det andra làgpassfiltrets ingång. Det andra lågpassfiltrets ut gång är kopplad till det tredje lågpassfiltrets ingång.

Det tredje lagpassfiltrets utgang är kopplad till det första lâgpassfiltrets ingång.

Genom att oscillatorn enligt figur 8 i princip består av tre lagpassfilter konstruerade med hjälp av samma typ av differentialförstärkarsteg som de filter, vilka oscillatorn är konstruerad för att användas tillsammans med, uppnås speciella fördelar när det gäller temeraturstabilitet, åldring, till- verkningstoleranser m m. l figur 4, 5, 6 och 8 har endast illustrerats konstruktion och styrning med hjälp av differentialförstärkarsteg av den enklare typ som illustreras i figur l.

Givetvis kan differentialförstärkarsteg enligt figur 2 eller 3 användas för konstruktion och styrning av filter på liknande sätt. Även om differentialförstärkarsteget i figur 1 och filtren i figur ll, 5 och 6 endast innefattar förstärkningskomponenter i form av NPN-transistorer med baselektrod, emitterelektrod och kollektorelektrod är detta givetvis inte bart âdant slag att det absolut nödvändigt. Inom ramen för uppfinningen är det naturligtvis tänk att använda nagot annorlunda förstärkningskomponenter av s önskade sambandet mellan diodkomponenternas framspänningsfall och spänningsfallen vid förstärkningskomponenterna kan erhållas.

Claims (11)

'IÜ 15 20 25 3D 457 922 13 PATENTKRAV

1. l. Anordning för användning vid aktivt filter, vilken anordning innefattar ett första differentialförstärkarsteg med en första differentialingang och en första differentialutgàng, vilket första differentialförstärkarsteg innefattar tvâ för- stärkningskomponenter (Gul, (3121) och minst fyra diodkomponenter samt minst en strömgenerator, vilka förstärkningskomponenter har väsentligen lika sam- band mellan ström och framspänningsfall, vilka förstärkningskomponenter har var sin styrelektrod kopplade i motfas direkt till den första differentialingangen sa att skillnaden mellan potentialerna pa styrelektroderna ökar med ökande spänning (VIN) över den första differentialingangen, vilka diodkomponenter vardera har väsentligen samma samband mellan ström och framspänningsfall som förstärkningskomponenterna, vilka diodkomponenter är gruppvis seriekopp- lade så att det finns minst tva seriekopplade diodkomponenter i varje grupp, av vilka grupper en första är seriekopplad med en första av förstärkningskom- ponenterna medan en andra grupp är seriekopplad med en andra av förstärk- ningskomponenterna, vilken andra grupp innehåller lika manga diodkomponenter som den första gruppen, vilka första och andra förstärkningskomponenter är kopplade i motfas direkt till den första differentialutgängen så att storleken hos spänningen (V över den första differentialutgangen varierar med skillnaden mellan framsgöjrïriingsfallen över den första och den andra förstärknings- komponenten k ä n n e t e c k n a d av att antingen den första och den andra gruppen eller en tredje och en fjärde grupp av diodkomponenter är kopplade i mutfas direkt till den första differentialutgangen, vilken fjärde grupp i före- kommande fall innehåller lika många diodkomponenter som den tredje gruppen, samt att åtminstone en strömgenerator är kopplad till förstärkningskomponen- terna och/eller grupperna pä ett sadant sätt att vid obelastad första differen- tialutgang storleken hos stömmen genom den första respektive fjärde gruppen väsentligen överensstämmer med storleken hos strömmen genom den första förstärkningskomponenten medan storleken hos strömmen genom den andra respektive tredje gruppen väsentligen överensstämmer med storleken hos strö- mmen genom den andra förstärkningskomponenten.

2. Anordning enligt patentkrav l k ä n n e t e c k n a d av att den första och den andra gruppen är kopplade i motfas direkt till den första differential 10 15 457 922 ll» utgången, att den första förstärkningskomponenten (Gul) till sammans med den första gruppen (GLll-GLmfingar i en första seriekrets medan den andra föistärkningskomponenten (Gul) tillsammans med den andra gruppen (G LZl' GLZm) ingar i en andra seriekrets, samt att den första seriekretsen och den andra seriekretsen är parallellkopplade till en första strömgenerator (G sådant sätt att summan av strömmarna genom den första och d förstärkningskomponenten är väsentligen konstant. l) pa ett en andra

3. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d av att den tredje och den fjärde gruppen är kopplade i motfas direkt till den första differential- utgången, att den första förstärkningskomponenten (G Ill) tillsammans med den första gruppen (G IlZ-Glln) ingar i en första seriekrets medan den andra förstärkníngskomponenten (GIZI) tillsammans med den andra gruppen (G IZZ' Gnnfingar i en andra seriekrets, att den första seriekretsen och den andra seriekretsen är parallellkopplade till en första strömgenerator (G sådant sätt att summan av strömmarna genom den första och förstärkningskomponenten är väsentligen konstant, l) pa ett den andra att den första seriekretsen och den tredje gruppen (GLll-GLlm) är parallellkopplade till en andra ström- generator (G2) pa ett sadant sätt att summan av strömmarna genom den första förstärkningskomponenten och den tredje gruppen är väsentligen konstant vid obelastad första differential utgång, att den andra seriekretsen och den fjärde gruppen (G Lzl-GLzm) är parallellkopplade till en tredje strömgenerator (G3) pa ett sådant sätt att summan av strömmarna genom den andra förstärkníngs- komponenten och den fjärde gruppen är väsentligen konstant vid obelastad första differentialutgâng, samt att den första och den andra samt den tredje strömgeneratom är anordnade att generera väsentligen lika stora strömmar.

4. Anordning enligt patentkrav l k ä n n e t e c k n a d av att den tredje och den fjärde gruppen är kopplade i motfas direkt till den första differentialut- gängen, att den första förstärkningskomponenten (Gul) tillsammans med den första gruppen (GHz, Glßlingar i en första seriekrets medan den andra förstärkningskomponenten (Gul) tillsammans med den andra gruppen (G (3123) ingar i en andra seriekrets, att den första seriekretsen och den tr gruppen (GLH, ÜLIZ, Q I22' edje Llš) är parallellkopplade till en andra strömgenerator (G2) pà ett sådant sätt att summan av strömmarna genom den första förstärk- níngskomponenten och den tredje gruppen är väsentligen konstant vid obelastad 10 15 20 25 10 457 922 15 första differentialutgang, att den andra seriekretsen och den fjärde gruppen (QLZI, OLZZ, QLZS) är parallellkopplade till en tredje strömgenerator (G3) på ett sadant sätt att summan av strörnmarna genom den andra förstärkníngs- komponenten och den fjärde gruppen är väsentligen konstant vid obelastad första differentialutgang, att en femte och en sjätte grupp lika manga diod- komponenter är parallellkopplade till en första strömgenerator pa sadant sätt att summan av strömmarna genom den femte och den sjätte gruppen är väsentligen konstant, att den första seriekretsen och den femte gruppen (QHA, (4115, Gu6)är parallellkopplade till en fjärde strömgenerator (G4) pa sadant sätt att summan av strömmarna genom den första seriekretsen och den femte gruppen är väsentligen konstant, att den andra seriekretsen och den sjätte gruppen (QIZÄ, S125, 9,26) är parallellkopplade till en femte strömgenerator (G5) pa sadant sätt att summan av strömmarna genom den andra seriekretsen och den sjätte gruppen är väsentligen konstant, samt att den första, den andra, den tredje, den fjärde och den femte strömgeneratorn är anordnade att generera väsenligen lika stora strömmar.

5. Anordning enligt ett av patentkrav l-ó k ä n n e t e c k n a d av en första kapacitiv komponent (C) parallellkopplad med det första differentialförstärkar- stegets differentialutgang (OUT).

6. Anordning enligt ett av patentkrav 1-4 k ä n n e t e c k n a d av en första kapacitiv komponent (C) kopplad till vardera seriekretsen pa motsatt sida av respektive förstärkningskomponent mot den första differentialförstârkarstegets differentialutgang (OUT).

7. Anordning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d av ett andra dif- ferentialförstärkarsteg med en andra differentialingang och en andra differen- tialutgang, vilket andra differentialförstärkarsteg innefattar tva egna förstärk- ningskomponentel. (Quz, QIZZ) och minst fyra egna díodkomponenter (DS, DG, D7, DB) samt minst en egen strömgenerator, vilka egna förstärkningskom- ponenter har väsentligen lika samband mellan ström och framspänningsfall, vilka egna förstärkningskomponenter har var sin styrelektrod kopplade i motfas direkt till den andra differentialingangen sa att skillnaden mellan potentialerna pa styrelektroderna ökar med ökande spänning över den andra differential- ingången, vilka egna diodkomponenter vardera har väsentligen samma samband 15 20 25 30 35 457 922 16 mellan ström och framspänningsfall som de egna förstärkningskomponenterna, vilka egna diodkomponenter är gruppvis seríekopplade sa att det finns minst två seriekopplade egna diodkomponenter i varje grupp, av vilka grupper en första är seriekopplad med en första av de egna förstärkningskomponenterna medan en andra grupp är seriekopplad med en andra av de egna förstärknin gskomponen- terna, vilken andra grupp innehåller lika manga egna diodkomponenter som den första gruppen, vilka första och andra egna förstärkningskomponenter är kopplade i motfas direkt till den andra differentíalutgangen sa att storleken hos spänningen över den andra differentialutgangen (OUT) varierar med skillnaden mellan framspäriningsfallen över den första och den andra e gna förstärknings- komponenten, att antingen den första och den andra gruppen eller en tredje och en fjärde grupp av egna diodkomponenter är kopplade andra differentialutgangen, i motfas direkt till den vilken fjärde grupp i förekommande fall innehåller lika manga egna diodkomponenter som den tredje gruppen, samt att åtminstone en egen strömgenerator (G2, RZ) är kopplad till de egna förstärkningskomponen- terna och/eller grupperna pa ett sådant sätt att vid obelastad andra differen- tialutgang (OUT) storleken hos stömmen genom den första respektive fjärde gruppen väsentligen överensstämmer med storleken hos strömmen genom den första egna förstärkningskomponenten medan storleken hos strömmen genom den andra respektive tredje gruppen väsentligen överensstämmer med storleken hos strömmen genom den andra egna förstärkningskomponenten, av ytterligare tva väsentligen lika seriekretsar vardera kopplade dels till ytterligare en strömgenerator (G3, RB), dels till var sin seriekrets i det första differential- förstärker-steget pa samma sätt som den första kapacitiva komponenten (Cl), vilka ytterligare seriekretsar vardera har en förstärkningskomponent (0113, gäng samt att det kopplad till styreiektroderna hos förstärkningskomponenterna i de tva ytterligare seriekretsarna. QIZB) med en styrelektrod, att det första differentialförstärkarstegets ut är kopplad till det andra differentialförstärkarstegets ingång, andra differentialförstärkarstegets utgång är

8. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av ett andra och ett tredje dífferentialförstärkarsteg med var sin differentialingang och var sin differentialutgang, vilka andra och tredje differentialförstärkarsteg vardera inne fattar tva egna förstärkningskomponenter (G21 och G22, G31 och G32) och minst fyra egna diodkomponenter samt minst en egen strömgenerator, vilka egna förstärkningskomponenter i ett differentialförstärkarsteg har väsentligen 10 15 20 25 30 35 40 457 922 17 lika samband mellan ström och framspänningsfall, vilka förstärkningskom- ponenter i ett differentialförstärkarsteg har var sin styrelektrod kopplade i motfas direkt till differentialförstärkarstegets differentialingang sa att skill- naden mellan potentialerna pa styrelektroderna ökar med ökande spänning över differentialförstärkarstegets differentialingang, vilka egna diodkomponenter i ett differentialförstärkarsteg vardera har väsentligen samma samband mellan ström och framspänningsfall som förstärkningskomponenterna i samma diffe- rentialförstärkarsteg, vilka egna diodkomponenter i ett differentialförstärkar- steg är gruppvis seriekopplade sa att det finns minst tva seriekopplade diodkomponenter i varje grupp, av vilka grupper en första är seriekopplad med en första av förstärkningskomponenterna i differentialförstärkarsteget medan en andra grupp är seriekopplad med en andra av förstärkningskomponenterna i differentialförstärkarsteget, vilken andra grupp innehåller lika manga diodkom- ponenter som den första gruppen, vilka första och andra förstärkningskom- ponenter i samma differentialförstärkarsteg är kopplade i motfas direkt till differentialförstärkarstegets differentialutgang sa att storleken hos spänningen över differentialförstärkarstegets differentialutgang varierar med skillnaden mellan framspänningsfallen över den första och den andra förstärkningskom- ponenten i differentialförstärkarsteget, att antingen den första och den andra gruppen eller en tredje och en fjärde grupp av diodkomponenter i ett differen- tialförstärkarsteg är kopplade i motfas direkt till differentialförstärkarstegets differentialutgang, vilken fjärde grupp i förekommande fall innehåller lika manga diodkomponenter som den tredje gruppen, samt att åtminstone en egen strömgenerator är kopplad till förstärkningskomponenterna och/eller grupperna i samma differentialförstärkarsteg pa ett sadant sätt att vid obelastad differen- tialutgang storleken hos stömmen genom den första respektive fjärde gruppen väsentligen överensstämmer med storleken hos strömmen genom den första förstärkningskomponenten medan storleken hos strömmen genom den andra respektive tredje gruppen väsentligen överensstämmer med storleken hos strömmen genom den andra förstärkningskomponenten i samma differentialför- stärkarsteg, att en andra kapacitiv komponent (CZ) är parallelkopplad med det andra differentialförstärkarstegets differentialutgang, att en tredje kapacitiv komponent ((23) är parallelkopplad med det tredje differentialförstärkarstegets differentialutgang, att det första differentialförstärkarstegets differential- utgång är kopplad till det andra differentialförstärkarstegets differentialingang, att det andra differentialförstärkarstegets differentialutgang är kopplad till det 45 457 922 é v 18 tredje differentialförstärkarstegets differentialingàng, samt att det tredje differentíalförstärkarstegets differentialutgàng är kopplad till det första diffe- rentialförstärkarstegets differentialingàng.

9. Anordning enligt patentkrav 7 eller 8 k ä n n e t e c k n a d av styrorgan (G4, RQ, G5) för synkron styrning av strömmarna genom differentialför- stärkarstegens strömgeneratorer (Gl, Rl, G2, R2, G13, R3).

10. Anordning enligt ett av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d av att i varje seriekrets summan av antalet seriekopplade diodkomponenter och förstärkningskomponenter är högst fyra samt att antalet (rn, nenter i varje grupp är högst fyra. n) diodkompo-

11. ll. Användning av en anordning enligt ett av föregående patentkrav i ett lagpassfilter av första eller andra ordningen, i ett högpassfilter av första ordningen eller i en oscillator.