SU1042161A1

SU1042161A1 - Active rc-filter

Info

Publication number: SU1042161A1
Application number: SU802948962A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Лыпарь
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1980-07-02
Publication date: 1983-09-15

Abstract

АКТИВНЫЙ 1 С-ФШ1ЬТР, содержащий последовательно соединенные первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит резистор и операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной св зи которого включен конденсатор, причем неинверти-г рующий выход операционногоусилител второго интегратора соединен с входом первого интегратора, о тл и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени избирательности ji обеспечени независимой надтройки частоты квазирезонанса и полосы пропускани , между входом и инвертирующим выходом операционного усилител второго интегратора включена Т-образна РС-цепь, третий вывод которой вл етс входом IKTHB о ного RC-фильтра. . (ЛACTIVE 1 С-ФШ1ЬТР, containing sequentially connected first and second integrators, each of which contains a resistor and an operational amplifier, in the negative feedback circuit of which a capacitor is connected, the non-inverting output of the operational amplifier of the second integrator connected to the input of the first integrator, о TL and so that, in order to increase the selectivity ji of providing independent tuning of the quasi-resonance frequency and bandwidth, between the input and the inverting output of the operational gain The second integrator has a T-shaped PC circuit, the third output of which is the IKTHB input of a full RC filter. . (L

Description

to to

Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в различных радиотехнических устройствах .The invention relates to radio engineering and can be used in various radio engineering devices.

Известен активный f C-фильтр, содержащий соединенные в кольцо три интегратора, выполненныена операционных усилител х 1J.A known active f C-filter containing three integrators connected in a ring is made of 1J operational amplifiers.

Однако в известном активном RC-фильтре использование трех операционных усилителей увеличивает шумы нелинейные искажени , потребл емую мощность. .However, in the known active RC filter, the use of three operational amplifiers increases the noise nonlinear distortion, power consumption. .

Наиболее близким к предлагаемому вл етс активный Рб-фильтр, содержащий последовательно соединенные первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит резистор и операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной св зи KOTot)oro включен конденсатор, неинвертирующий выход операционного усилител второго интегратора соединён с входом первого интегратора 2The closest to the proposed is an active Rb-filter containing the first and second integrators connected in series, each of which contains a resistor and an operational amplifier, in the negative feedback circuit KOTot) oro a capacitor is connected, the non-inverting output of the operational amplifier of the second integrator is connected to the input of the first integrator 2

Однако известный фильтр имеет недостаточную избирательность и не обеспечивает. вoзмoжнoQть независимо настройки частоты квазирезонанса при регулировке.- . полосы пропускаНИН .However, the known filter has insufficient selectivity and does not provide. Independently adjust the frequency of quasi-resonance during adjustment. -. skip banding.

Цель изобретени - повышение избирательности и обеспечение незав-иСИМОЙ нйстройки частоты квазирезонанса и полосы пропускани .The purpose of the invention is to increase the selectivity and to provide an independent TEXT setting of the quasi-resonance frequency and bandwidth.

Поставленна цель достигаетс тем, что в активном RC-фильтре, содержащем последовательно соедивенные первый и второй интеграторы, каждый из которых содержит резистор и операционный усилитель, в цепи отрицательной обратной св зи которого включен конденсатор, причем неинвер тирующий выход операционного усилител второго интегратора соединен с входом первого интегратора, между ВХОДОМ и инвертирующим выходом операционного усилител второго интегратора включена Т-образна RC-цепь, третий вывод которой вл етс входом активного f D-фильтpa.The goal is achieved by the fact that in the active RC filter containing successively connected first and second integrators, each of which contains a resistor and an operational amplifier, in the negative feedback circuit of which a capacitor is connected, the non-inverting output of the operational amplifier of the second integrator is connected to the input The first integrator, between the INPUT and the inverting output of the operational amplifier of the second integrator, is a T-shaped RC circuit, the third output of which is the active f D-filter input a.

На фиг. 1 приведена принципиальна электрическа схема активного RC-фильтра; на фиг; 2 и 3 - принцип пиальные электрические схемы Т-образной RC -цепи, используемой в активнс RC-фильтре.FIG. 1 shows a circuit diagram of an active RC filter; in fig; 2 and 3 - the principle of pial electric circuits of the T-shaped RC circuit used in an active RC filter.

Активный Rc-фильтр содержит первый и второй интеграторы 1 и 2, т-оразную RG цепь 3. Интеграторы 1 и 2 содержат операционные усилители (ОУ ) 4 и 5, резисторы 6, 7 и конденсаторы 8,9.The active Rc filter contains the first and second integrators 1 and 2, the t-RG circuit 3. The integrators 1 and 2 contain operational amplifiers (OA) 4 and 5, resistors 6, 7 and capacitors 8.9.

Т-образна ЙС-цепь (фиг. 2) содержит конденсатор 10, резисторы И и 12.The T-shaped JS circuit (Fig. 2) contains a capacitor 10, resistors And 12.

Т-образна Rc-цепь (фиг. 3 ) содержит резисторы 13,14 и конденсаторы 15.The T-shaped RC circuit (Fig. 3) contains resistors 13,14 and capacitors 15.

Актив ный RC-фильтр работает следующим образом.The active RC filter works as follows.

Интегратор 2 имеет сдвиг фаз на 180° на неинвертирующем выходе по отношению к инвертирующему выходу ОУ. Благодар этому.соединенные в кольцо интеграторы 2 и 1 обра- зуют устройство, близкое к генератору (сдвиг фаз по контуру равен 0°/, но положительные обратные св зи отсутствуют. Только конечные.значени коэффициентов усилени С и сопротивлени утечек конденсаторов интеграторов привод т к тому, что генераци не возникает и получаетс фильтр с очень большой/ но не определенной добротностью.Частота квазирезонанса такого фильтра регулируетс резисторами 6 и 7 интеграторов 1 и 2. Чтобы получить стабильную и управл емую полосу-пропускани , введена Т-образна RC-цепь. 3, последовательно соединенные резисторы 11 и 12 (фиг. 2 или 13 и 14 (фиг. 3 ) которой и внос т затухание в цепь. Изменение их величины не вли ет на частоту квазирезонанса, а измен ет только полосу пропускани фильтра.The integrator 2 has a phase shift of 180 ° at the non-inverting output with respect to the inverting output of the op-amp. Due to this, the integrators 2 and 1 form a device close to the generator (the phase shift along the contour is 0 °), but there are no positive feedbacks. Only the final values of the gain factors C and the leakage resistance of the integrator capacitors lead to that generation does not occur and a filter is obtained with a very large / but not certain Q. The frequency of the quasi-resonance of such a filter is controlled by resistors 6 and 7 of integrators 1 and 2. To obtain a stable and controlled bandwidth, enter T-shaped RC circuit. 3, series-connected resistors 11 and 12 (Fig. 2 or 13 and 14 (Fig. 3), which contribute to the attenuation of the circuit. Changing their magnitude does not affect the frequency of quasi-resonance, but changes filter bandwidth only.

Если входной сигнал подаетс на фильтр через конденсатор 10 Т,образной RC-цепи 3 (фиг. 2 , то на низких частотах сигнал значительно ослабл етс этим конденсатором. Кроме того, сигнал дополнительно ослабл етс за счет контура отрицательной обратной св зи, образованного резистором 6 и ОУ 4 первого интегратора 1, резистором 7 и ОУ 5 второгоинтегратора 2 и резистивной местной обратной св зью, сбразованНой резисторами 11 и 12 Т-образной RC-цепи 3.If the input signal is fed to a filter through a capacitor 10 T of the shaped RC circuit 3 (Fig. 2, then at low frequencies the signal is significantly attenuated by this capacitor. In addition, the signal is further attenuated by the negative feedback circuit formed by resistor 6 and op-amp 4 of the first integrator 1, resistor 7 and op-amp 5 of the second integrator 2, and resistive local feedback terminated by resistors 11 and 12 of the T-shaped RC circuit 3.

На высоких частотах сопротивление конденсаторов 8 и 10. соответственно первого интегратора 1 и Т-образной RC-цепи 3 небольшое, поэтому размыкаютс контуры отрицательной обратной св зи, но зато возникает дополнительный контур местной емкостной отрицательной обратной св зи, который определ ет затухание сигналов на высоких частотах. Таким образом, фильтр имеет логарифмическую амплитудночастотную характеристику с асимптотическим наклоном в области низких частот 40 дБ/сек и в области верхних частот, начина с частоты среза tc 20 дБ/дек.At high frequencies, the resistance of the capacitors 8 and 10. The first integrator 1 and the T-shaped RC circuit 3, respectively, is low, therefore the negative feedback loops open, but an additional local capacitive negative feedback loops occur, which determine the attenuation of the signals at high frequencies. Thus, the filter has a logarithmic amplitude-frequency characteristic with an asymptotic slope in the low-frequency range of 40 dB / s and in the high-frequency range, starting with a cut-off frequency tc 20 dB / dec.

Если входной сигнал подавать на вход интегратора 2 через последовательно соединенные резисторы 13 и 14 (фиг. 3) Т-образной RC-цепи 3, фильтр усиливает сигналы низ- : кой частоты, taK как все контуры, содержащие конденсаторы, разомкнуты и остаетс только един контур отрицательной обратной св зи, проход щей через оба ОУ 4 и 5. На высоних частотах из-за малого сопротивлени конденсаторов возникают три дополнительных контура местной емкостной обратной св зи, которые вызывают значительное ослабление сигнала . Частотна характеристика активного RC-фильтра в этом случае имеет асимптотический наклон в об- ласти верхних частот 60 дБ./дек.If the input signal is fed to the input of the integrator 2 through series-connected resistors 13 and 14 (Fig. 3) of the T-shaped RC circuit 3, the filter amplifies the low-frequency signals, taK, like all circuits containing capacitors, are open and only one a negative feedback loop passing through both op-amps 4 and 5. At high frequencies, due to the small resistance of the capacitors, three additional loops of local capacitive feedback arise that cause a significant attenuation of the signal. The frequency response of the active RC filter in this case has an asymptotic tilt in the high frequency range of 60 dB / dek.

Так как конденсатор 15 Т-образной Rc-цепи 3 входит только в контур , внос щий затухание, то частота квазирезонанса не зависит от него и по-прежнему регулируетс только резисторами 6 и 7 интеграторов 1 , и 2.Since the capacitor 15 of the T-shaped Rc-circuit 3 is included only in the attenuation circuit, the frequency of the quasi-resonance does not depend on it and is still controlled only by resistors 6 and 7 of the integrators 1 and 2.

Следовательно, в предложенном фильтре достигаетс дополнительное затухание на высоких частотах по сравнению с изве стньм. Кроме того.Therefore, in the proposed filter, additional attenuation is achieved at high frequencies as compared with the known. Besides.

повышение избирательности в предложенном фильтре достигаетс путем увеличени его добротности при уменьшении частоты без изменени элементов, определ ющих добротность фильтра, когда частота t много больше частоты квазирезонанса . Это при одной и той же добротности уменьшает отношение элементов и повышает стабильность.an increase in the selectivity in the proposed filter is achieved by increasing its Q-factor while decreasing the frequency without changing the elements determining the Q-factor of the filter when the frequency t is much higher than the frequency of quasi-resonance. This, with the same quality factor, reduces the ratio of elements and increases stability.

00

Предлагаемый актквный RC -фильтр обладает более высокой избирательйостью по сравнению с известным, возможностью независимо настраивать 15 .полосу пропускани и частоту квазирезонанса , что позвол ет его примен ть в более высокодобротных фильтрах и повышает технологичность изготовлени .The proposed Aktkv RC filter has a higher selectivity than the known one, the ability to independently adjust the bandwidth and frequency of the quasi-resonance, which allows it to be used in higher-quality filters and improves the manufacturability.

Claims

ACTIVE RC FILTER containing serially connected *

the first and second integrators, each of which contains a resistor and an operational amplifier, in the negative feedback circuit of which a capacitor is connected, and the non-inverting output of the operational amplifier of the second integrator is connected to the input of the first integrator, I mean, in order to increase selectivity and ensure independent tuning One of which is the input of the .active RC filter. .

"# ·" "./