N3
00
эо
Фиг.1
Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс дл создани частотно-избирательных цепей в интегральном исполнении. -Известен фильтр нижних частот, содержащий RC-структуры lj . Однако известньш фильтр из-за потерь в схеме имеет низкую добротность полюса. Наиболее близким техническим реше нием к предложенному вл етс фильтр нижних частот, содержащий распределенную RC-структуру, один вывод резистивного сло которой вл етс вхо дом, другой - выходом фильтра нижних частот, а вывод провод щего сло под ключен к общей пине, и частотно-зави симое отрицательное сопротивление, включенное параллельно выходу фильтра нижних частот 2J . Однако известный фильтр нижних частот имеет недостаточную добротность полюса из-за потерь в схеме. Цель изобретени - повьшение добротности полюса.. . Поставленна цель достигаетс тем, что в фильтр нижних частот, содержащий распределенную RC-структуру один вывод резистивного сло которой вл етс входом, другой - выходом фильтра нижних частот,- а вывод прово д щего сло подключен к общей шине, и.частотно-зависимое отрицательное сопротивление, включенное параллельно выходу фильтра нижних частот, введен элемент с отрицательной емкостью , включенный-параллельно частотно-зависимому отрицательному сопротивлению . На фиг. 1 приведена структурна . электрическа схема предложенного фильтра нижних частот ; на фиг. 2 электрическа принципиальна схема. Фильтр нижних частот содержит рас пределенную RC-структуру 1, частотно зависимое отрицательное сопротивление (ЧЗОС) 2, элемент с отрицательной емкостью 3. Фильтр нижних частот работает следующим образом. На вход фильтра нижних частот подаетс входное напр жение определенной частоты. Это напр жение через распределенную RC-структуру 1 поступает на вход частотно-зависимого отрицательного сопротивлени 2. Когда величина модул активной составл ющей проходного сопротивлени распределенной RC-структуры 1 равна модулю входного сопротивлени частотно-зависимого отрицательного сопротивлени 2, в схеме возникает резонанс напр жений и на входе частотно-зависимого отрицательного сопротивлени 2 по вл етс напр жение, равное по амплитуде входному напр жению и противоположное по фазе.. Амплитуда выходного напр жени фильтра на резонансной частоте определ етс значением эквивалентных потерь в виде распределенной емкости распределенной RC-структуры 1 и входной емкости частотно-зависимого отрицательного сопротивлени 2. Компенсаци вышеуказанных потерь происходит за счет.подключени элемента с отрицательной емкостью 3 параллельно частотно-зависимому отрицательному сопротивлению 2. Путем выбора величины моделированной отрицательной емкости можно компенсировать эквивалентное значение емкости потерь в схеме ф;1льтра нижних частот и тем самым получить необходимую добротность полюса. Величина моделированной отрицательной емко.сти должна быть меньше величины эквивалентной емкости потерь. Передаточна функци фильтра нижних частот по напр жению.в режиме холостого хода имеет вид HCr, cthG + ) где .jpRC; Rи С полные сопротивление и емкость распределенной RCструктуры; посто нна времени распределенной RC-структуры; - комплексна частота; кругова частота; отношение значений отрицательной , емкости и емкости потерь распределенной RC-структуры; квадрат добротности фильтра нижних частот или коэффициент коррекции амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра нижних частот. Апроксими ованна трансцендентна функци передачи имеет вид Н(р). Т+(0,333-пПр+тТЬ . Из уравнени (2) находим добротность полюса фильтра нижних частот а-Ш- где, Q - добротность полюса. Из полученного выражени (3) видно , что добротность полюса зависит от отношени значений отрицательной емкости к емкости потерь распределен ной RC-структуры и квадрата добротности или коэффициента коррекции АЧХ фильтра нижних частот. Таким образом, компенсаци потер выраженна в виде распределенной RC-структуры и паразитной входной eM кости частотно-зависимого сопротивлени , приводит к повьшению добротности полюса. Необходимо отметить, что ,333 т.е. величина моделированной отрица тельной емкости должна быть меньше эквивалентной емкости распределенно КС-структуры и входной емкости частотно-зависимого сопротивлени дл сохранени устойчивости работы. Введение в фильтр нижних частот элемента с отрицательной емкостью 3 и подключение его параллельно часто но-зависимому отрицательному сопротивлению 2 выгодно отличает предлагаемое изобретение от прототипа, ко торый вз т за базовый объект, поскольку увеличивает добротность пол са при значении параметра m const-. Добротность полюса повьшаетс в основном за счет коэффициента п путем изменени отношени значений отрицательной емкости и емкости потерь распределенной резистивно-емкостной структуры, т.е. компенсацие потерь в фильтре нижних частот. const Так при п 0,1 и m п 34S добротность полюса Q T;o7n 7 b2--3fin; при ,2 m const 3-(m ЗЧт о с Q Г. п з-о:го:г2 - при ,3 m const .- 3-ifn ЗтГга ,„ „ I- Т зТо:з оЛ 10-3 Таким образом, из приведенных вычислений видно, добротность полюса увеличиваетс в -{, 2,5. и 10 раз. Использование предлагаемого фильтра нижних частот позвол ет также осуществл ть независимое управление коэффициентов характеристического полинома передаточной функции при коррекции амплитудно-частотной характеристики и уменьшить габариты, стоимость избирательных цепей в радиоэлектронике . В приведенной на фиг. 2 схеме, активна часть реализует одновременно ЧЗОС2 и отрицательную емкость, причем значени последних регулируютс независимо друг от друга. Так, например, при реализации низкочастотного фильтра Батерворта третьего пор дка с крутизной ската 18 дБ/ок на базе предлагаемой схемы используетс одна распределенна КС-структура, а прототип, реализующий такой фильтр, примен ет две указан7 ные структуры. Таким образом, можно сделать вывод , что использование предлагаемого фильтра нижних частот позвол ет повысить добротность полюса, уменьшить габариты и стоимость избирательных цепей.