SU1322420A1 - Active rc-filter - Google Patents
Active rc-filter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1322420A1 SU1322420A1 SU843809396A SU3809396A SU1322420A1 SU 1322420 A1 SU1322420 A1 SU 1322420A1 SU 843809396 A SU843809396 A SU 843809396A SU 3809396 A SU3809396 A SU 3809396A SU 1322420 A1 SU1322420 A1 SU 1322420A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- adder
- active
- filter
- differential amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к радиотехнике . Цель изобретени - уменьшение погрешности изменени добротности при изменении частоты среза. Активный RC-фштьтр содержит пассивную двухзвенную лестничную RC-цепь 1, усилител ь 2, блок регулировки коэффициента передачи, состо щий из двух умножающих ЦАП 3 и 4, дифференциальный усилитель 5 и сумматор 6. Цель достигаетс введением дифференциального усилител 5 и сумматора 6, с помощью KOTopbLX цепь обратной св зи под воздействием управл ющего цифрового кода формирует коэффициенты обратной св зи, определ ющие значение соответствующей данному коду частоты среза активного RC-фильтра при сохранении посто нства его добротности. 1 ил. (Л Л)/Х5 Упро6лйюш,ии ци(рро6ой подThe invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to reduce the error in changing the quality factor when changing the cutoff frequency. The active RC-fststr contains a passive two-tier ladder RC circuit 1, amplifier 2, a gain control unit consisting of two multiplying DACs 3 and 4, a differential amplifier 5 and an adder 6. The goal is achieved by introducing a differential amplifier 5 and an adder 6, s With the help of KOTopbLX, the feedback circuit under the influence of the control digital code generates feedback coefficients that determine the value of the active RC filter cut-off frequency corresponding to this code, while maintaining the constant of its quality factor. 1 il. (LL) / X5 Upro6lyyush, ii qi (written under
Description
Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в радиотехнических устройствах различного назначени .The invention relates to radio engineering and can be used in radio engineering devices for various purposes.
Цель изобретени - уменьшение пог- решности изменени добротности при изменении частоты среза.The purpose of the invention is to reduce the error of changing the quality factor with a change in the cutoff frequency.
На чертеже приведена электрическа функциональна схема активного RC-фильтра.The drawing shows an electrical functional diagram of an active RC filter.
Активный RC-фильтр содержит пассивную двухзвенную лестничную RC-цепь 1, усилитель 2, блок регулировки коэффициента передачи, содержащий первый умножающий цифроаналоговой пре- образователь (УЦАП) 3,, второй УЦАП 4, дифференциальный усилитель 5, сумматор 6.The active RC filter contains a passive two-tier ladder RC circuit 1, amplifier 2, a gain control unit containing the first multiplying digital-to-analog converter (UCAP) 3 ,, second UCAP 4, differential amplifier 5, adder 6.
UBWXUBWX
1one
ВхBh
1,(1.-.,)|1. (l)(5ll5l,.L)1, (1 .-.,) | 1. (l) (5ll5l, .L)
Необходимый вид передаточных функций дл фильтра верхних или нижних частот обеспечивает надлежащим выбором элементов пассивной двухзвенной лестничной RC-цепи 1.The necessary type of transfer functions for a high-pass or low-pass filter provides an appropriate selection of elements of the passive two-link ladder RC-circuit 1.
Дл реализации передаточной функции фильтра верхних частот в качестве элементов z и z используютс For the implementation of the transfer function of the high-pass filter as elements of z and z are used
2 -, 1-ci2 (-042 -, 1-ci2 (-04
к(р) --R-R r r ГТ-51 K (p) --R-R r r GT-51
p RiMlCl +р ,+ R,(C,+C,) Мp RiMlCl + p, + R, (C, + C,) M
Вьшолн ем услови RjC,, R() тогда вьфажение (2) преобразуетс в вырсужение (3)By the condition of RjC ,, R (), then the drain (2) is converted into expansion (3)
1 one
С,-ьС,C, C,
,,
к(р) to (p)
, ,
Р - R;K;C;C (3)P - R; K; C; C (3)
R,R,R, R,
Как видно из вьфажени дл ш, , 40 частоту среза фильтра можно переключать путем изменени коэффициента обратной св зи i при неизменных значени х R, R, С, С,однако при Представим передаточную функцию этом измен етс добротность фильтра фильтра верхних частот в канонической 45 q. Дл обеспечени посто нства доб- формеротности Q при переключени х частотыAs can be seen from the extrude for w,, 40, the cutoff frequency of the filter can be switched by changing the feedback coefficient i at constant values of R, R, C, C, however with Imagine the transfer function, this changes the quality factor of the high pass filter in canonical 45 q . In order to ensure the consistency of Q Q at frequency shifts
2среза выбираем форму представлени 2 cuts choose the form of representation
К(р) - коэффициента обратной св зи a l такимK (p) is the feedback coefficient a l such
р2+ +(л1p2 + + (l1
50 образом, чтобы Q «50 way to Q "
/Зд -ПОСТОЯННЫЙ коэффиц/ ZD-CONSTANT RATE
1-0/1 „ л RiCi V 1-0 / 1 „l RiCi V
где u}n V 2-Z-a 7 диональности.where u} n V 2-Z-a 7 dionality.
1 ., aif , 1., Aif,
Из равенства ---:- - UQ- частота среза фильтра; ,,,- зFrom equality ---: - - UQ- filter cutoff frequency; ,,, - з
. о - добротность фильтра, Из услови RiC,, ) нахо- Ri Сг. about - the quality factor of the filter, From the condition RiC ,,) is - Ri Cr
ДИМ -- ---т;RDIM --- t; R
1one
г +г g + g
ь л,l l
откудаfrom where
Л J L j
находим с 2 - dfind with 2 - d
i i
Сложна нелинеГша з н Ы, от С12 затрудр1 ет пComplicated nonlinear znS from C12 impedes n
Активный RC-фильтр работает следующим образом.Active RC-filter works as follows.
Входной сигнал проходит через последовательно соединенные пассивную двухзвенную RC-цепь 1 и усилитель 2 поступает на выход активного RC- фильтра,The input signal passes through a series-connected passive two-stage RC circuit 1 and amplifier 2 is fed to the output of an active RC filter,
Выходной сигнал через цепь обратной св зи подаетс на первый и второй отводы пассивной двухзвенной лестничной RC-цепи 1 с коэффициентами передачи ы и d соответственно.The output signal is fed through the feedback circuit to the first and second taps of the passive two-tier ladder RC circuit 1 with transmission coefficients s and d, respectively.
Примем z, 2., Zj и Z. - сопротивлени элементов пассивной двухзвенной лестничной RC-цепи 1. Использу принцип суперпозиции, находим передат.очную функцию активного RC-фильтраWe take z, 2., Zj and Z. - resistances of the elements of a passive two-tier ladder RC circuit 1. Using the superposition principle, we find the transfer function of the active RC filter
.L.L
конденсаторы, в качестве элементов Zg и 24 - резисторы. В этом случаеcapacitors, as elements of Zg and 24 - resistors. In this case
л JлJl jlj
- -рс: - -rs:
рСг psg
R. R.
z Rj.z Rj.
„ Подставл указанные значени z,, Z|, zэиz4B выра}хени (1), получаемSubstituting the indicated values of z ,, Z |, zеiz4B expression} xeni (1), we obtain
1 one
С,-ьС,C, C,
,,
(3)(3)
кой which
50 образом, чтобы Q «50 way to Q "
1 Ь1 21 b1 2
/Зд -ПОСТОЯННЫЙ коэффициент пропор/5с/ ZD - CONSTANT coefficient proportional / 5s
Из равенства ---:- - -Ы,- зFrom equality ---: - - -Ы, - з
Л J JL j j
находим с 2 - dv-.we find with 2 - dv-.
i РОi PO
Сложна нелинеГша зависимость ujg н Ы, от С12 затрудр1 ет практическуюThe complex nonlinear dependence of ujg НЫ, on С12 makes it difficult to practical
3132242031322420
реализацию активного RC-фильтра с цифровым управлением. Дл устранени этого затруднени представим коэффио в в в пimplementation of active RC-filter with digital control. To eliminate this difficulty, we present the coefficient in
циент обратной св зи d-, в видеfeedback loop d-, in the form of
--
гдеWhere
вспомогательньшauxiliary
коэффициент. Подставл oi выражени дл Ыд и d получаем расчетные соотношени дл фильтра верхних частотcoefficient. Substituting oi expressions for Id and d we obtain the calculated ratios for the high-pass filter
oo
;Q; Q
1 one
(А(BUT
i R..C RjC,R ДС.+Ср ;i R..C RjC, R DS. + Cf;
.,-.., -.
Как видно из полученных расчетных соотношений, частота среза фильтра ui пр мо пропорциональна при сохранении посто нства добротности Q, Изменение коэффициента о осуществл етс под воздействием управл ющего цифрового кода, подаваемого на цифровые входы УЦАП 3 и 4. Возможность изменени коэффициента о, в широких пределах малыми шагами позвол ет получить широкий набор частот среза фильтра при неизменных параметрах пассивной двухзвенной RC-цепи.As can be seen from the calculated ratios, the cutoff frequency of the filter ui is directly proportional while maintaining the Q quality constant. The change in the coefficient o is influenced by the control digital code supplied to the digital inputs of UCAP 3 and 4. The possibility of changing the coefficient o, over a wide range in small steps, it allows to obtain a wide set of filter cut-off frequencies with unchanged parameters of the passive two-stage RC circuit.
Формирование коэффициентов обрат- ной св зи и в соответствии с полученными расчетными соотношени ми осуществл етс следующим образом.Formation of feedback coefficients and in accordance with the calculated ratios is carried out as follows.
Выходной сигнал активного RC- фильтра ( поступает на аналоговый вход первого умножающего цифроанало- гового преобразовател 3, на цифрово вход которого подаетс управл ющий цифровой код, определ ющий значение коэффициента передачи преобразовйте- л df, , На выходе первого УЦАП 3 деис вует напр жение dg Ugb,,; , котор-ое поступает на аналоговый вход второго УЦАП 4. На цифровой вход УЦАП 4 подаетс тот же управл ющий цифровой .код, вследствие чего на выходе вто- рого УЦАП 4 дейст)зует напр жениеThe output signal of the active RC filter (supplied to the analog input of the first multiplying digital-to-analog converter 3, to the digital input of which a control digital code is applied that determines the value of the transfer coefficient of the converter df,. At the output of the first UCAP 3, the voltage dg is output. Ugb ,,;, which is fed to the analog input of the second UCAP 4. The same control digital code is applied to the digital input of UCAP 4, as a result of which the output of the second UCAP 4 is applied
10ten
°-о вых Формирование коэффициента обратной св зи oi осуществл етс дифференциальным усилителем 5, на неинвертирующий вход которого подаетс выходной сигнал активного RC- фильтра Ugj,,y , а на инвертирующий вход - напр жение dl Uj,x с вькода второго УЦАП 4. На выходе дифференциального усилител 5 действует напр жение .1, -dl и„,,, (1-oi2);° -out output The feedback coefficient oi is formed by a differential amplifier 5, the non-inverting input of which is fed to the output signal of the active RC filter Ugj ,, y, and the inverting input is given by the voltage dl Uj, x from the second UCAP 4. On the output of the differential amplifier 5 is a voltage .1, -dl and „,,, (1-oi2);
2020
1515
25 бых 225 by 2
0 84 0 84
Пщ, , которое поступает на второй отвод пассивной двухзвенной RC-цепи 1.Psch, which enters the second branch of the passive two-link RC circuit 1.
Формирование коэффициента обратной св зи 0 осуществл етс сумматором 6, на входы которого подаютс выходной сигнал активного RC-фильтра первого УЦАП 3 и напр жение - oto U g,, с выхода второго УЦАП 4. Коэффициенты передачи по входам сумматора 6 выбираютс The feedback coefficient 0 is generated by the adder 6, the inputs of which are fed to the output signal of the active RC filter of the first UCAP 3 and the voltage - oto U g, from the output of the second UCAP 4. The transmission coefficients for the inputs of the adder 6
равными К 1equal to K 1
1one
иand
Кз Cs
1,one,
к„ - Эоto „- Eo
вследствие чего на его вькоде действует напр жение обратной св зиas a result, a feedback voltage is acting on its code
и.,,Л1 +dl - 1) ,U6,,,,and. ,, Л1 + dl - 1), U6 ,,,,
Ьш поступает наWs comes on
котороеwhich
первый отвод пассивной двухзвенной RC -цепи. Таким образом, цепь обратной св зи под воздействием управл ющего цифрового кода формируе коэффициенты обратной св зи of и с/2 , определ ющие значение соответствующе данному коду частоты среза активного RC-фильтра If) при сохранении посто нства его добротности Q.the first branch of the passive two-link RC circuit. Thus, the feedback circuit under the influence of the control digital code forms feedback coefficients of and с / 2, which determine the value corresponding to this cut-off code of the active RC-filter If) while maintaining the constant Q of Q.
Дл реализации передаточной функции фильтра нижних частот в качестве элементов пассивной двухзвенной лестничной RC-цепи z и z. используютс резисторы, а в качестве элеменHZ .To implement the transfer function of the low-pass filter as elements of the passive two-tier ladder RC circuit z and z. resistors are used as well as HZ elements.
- конденсаторы.. г. R,; z R- capacitors .. r ;; z R
ВAT
Z, ----1 pc iZ, ---- 1 pc i
этомby this
1one
рс;pc;
Подставл указанныеSubstitute indicated
1 получаем1 we get
z и z в вьфажеК (р) z and z in cuff (p)
1one
p4l-o 2)RiR2C Cj+p(1-ciT),+(1-«fp(Ri+RT)CJ +1p4l-o 2) RiR2C Cj + p (1-ciT), + (1 - «fp (Ri + RT) CJ +1
Вьтолн ем услови R.,C ()Cj,к(р) ,Comply with R., C () Cj, k (p),
тогда выражение (5) преобразуетс в„г + then expression (5) is converted to „g +
выражение.Qexpression.Q
1one
р,.-..L (f,)- гдеp, .- .. L (f,) - where
p2(1-ai)R,R,C,,C((2)+1 p2 (1-ai) R, R, C ,, C ((2) +1
Представл ем передаточную функцию фильтра нижних частот в канонической формеRepresent the transfer function of the low-pass filter in canonical form.
1one
Wn1Wn1
-ciT),+(1-«fp(Ri+RT)CJ +1-ciT), + (1- «fp (Ri + RT) CJ +1
(5)(five)
WnИМWnIM
5П224205P22420
Из услови ( нахоCL . RIFrom condition (found CL. RI
С, R, + R, C, R, + R,
ФF
по ну вх но ре о цеon well in re no o tse
,,11.,,eleven.
R.R.
Vboi2Vboi2
..
По соображени м, изложенным при анализе фильтра верхних частот, коэффициенты обратной св зи о(, и с/ целесообразно формировать по тому же алгоритму, тогда получаем расчетные соотношени дл фильтра нижних частотAccording to the considerations outlined in analyzing the high-pass filter, the feedback coefficients are about (, and c / it is advisable to form by the same algorithm, then we obtain the calculated ratios for the low-pass filter
1one
0, R..Cj0, R..Cj
RI R RRI R R
22
R,C,R, C,
..
(R,+ R2)C,; 0/2 (R, + R2) C ;; 0/2
.1 S - ;..1 S -;.
2Q циента передачи, выходы сумматора (7) и дифференциального усилител подключены соответственно к первому и второму отводам пассивной двухзвеннойThe 2Q transmission center, the outputs of the adder (7) and the differential amplifier are connected respectively to the first and second taps of the passive two-link
лестничной КС-цепи, выход усилител 25 подключен к неинвертирующему входуladder KS circuit, the output of the amplifier 25 is connected to the non-inverting input
Как следует из приведенного ана- дифференциального усилител и первому лиза, функциональные схемы и прин- входу сумматора, второй вход которого ципы работы цепей обратной св зи подключен к инвертирующему входу диф- фильтрсв верхних и нижних частот ана- ференциального усилител и выходу логичны, а сами фильтры отличаютс второго умножающего цифроаналогового только структурой пассивной двухзвен- преобразовател , вход которого под- ной лестничной КС-цепи.ключен к третьему входу сумматора.As follows from the ana-differential amplifier and the first leasing, the functional diagrams and the input of the adder, the second input of which feedback circuits are connected to the inverting input of the differential filter in the high and low frequencies of the ana- nential amplifier and the output are logical, and the filters differ in the second multiplying digital-analogue one only in the structure of the passive two-converter unit, the input of which is a sub-ladder KS circuit. It is connected to the third input of the adder.
ор Н.Лазаренко 2875/52Or N. Lazarenko 2875/52
Составитель С.Музьиук Техред И.ПоповичCompiled by S. Muzyuk Tehred I. Popovich
Кор ПодCor Pod
Тираж 901 ВНИИПИ Государственного комитета СССРCirculation 901 VNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
66
Ф ормула иэобретен и Formula ieobreten and
Активный RC-фильтр, содержащий последовательно соединенные пассивную двухзвенную лестничную RC-цепь, вход которой вл етс входом активного RC-фильтра, усилитель и блок регулировки коэффициента передачи, отличающийс тем, что, с целью уменьшени погрешности изменеJO ни добротности при изменении частоты среза введены дифференциальный усилитель и сумматор, а блок регулировки коэффициента передачи вьтолнен в виде последовательно соединенныхAn active RC filter containing a series-connected passive two-tier ladder RC circuit, whose input is the input of an active RC filter, an amplifier and a gain control unit, characterized in that, in order to reduce the error of quality or Q, the differential is introduced when the cut-off frequency is changed. the amplifier and the adder, and the gain control unit is complete in the form of series-connected
t5 первого и второго умножающих цифро- аналоговых преобразователей,при этом вход первого умножающего цифро- аналогового преобразовател , вл етс входом блока регулировки коэффи2Q циента передачи, выходы сумматора 7) и дифференциального усилител подключены соответственно к первому и второму отводам пассивной двухзвеннойt5 of the first and second multiplying digital-to-analog converters, with the input of the first multiplying digital-analog converter, being the input of the transmission ratio factor adjusting unit 2, the outputs of the adder 7) and the differential amplifier are connected to the first and second taps of the passive two-stage, respectively
Корректор И.Муска ПодписноеProofreader I.Musk Subscription
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843809396A SU1322420A1 (en) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | Active rc-filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843809396A SU1322420A1 (en) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | Active rc-filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1322420A1 true SU1322420A1 (en) | 1987-07-07 |
Family
ID=21145622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843809396A SU1322420A1 (en) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | Active rc-filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1322420A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2508587A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | Red Lion 49 Ltd | State variable filter for audio equaliser |
-
1984
- 1984-11-10 SU SU843809396A patent/SU1322420A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по расчету и проектированию ARC-схем. - М.: Радио и св зь, 1984, с. 233, рис. 5.2. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2508587A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | Red Lion 49 Ltd | State variable filter for audio equaliser |
GB2508587B (en) * | 2012-11-30 | 2015-06-17 | Red Lion 49 Ltd | Equaliser |
US9154100B2 (en) | 2012-11-30 | 2015-10-06 | Red Lion 49 Limited | Equalizer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69815706T2 (en) | QUARTZ OSCILLATOR WITH AUTOMATIC GAIN CONTROL AND ON-CHIP TUNING | |
US4253069A (en) | Filter circuit having a biquadratic transfer function | |
Sun et al. | Structure generation of current-mode two integrator loop dual output-OTA grounded capacitor filters | |
Wu et al. | New multifunction active filter using OTAs | |
Horrocks et al. | Component value selection for active filters using genetic algorithms | |
US5440264A (en) | Frequency tuning system for tuning a center frequency of an analog bandpass filter | |
US7196574B1 (en) | Active polyphase ladder filters with transmission zeros and their synthesis method | |
SU1322420A1 (en) | Active rc-filter | |
GB2038125A (en) | Temperature-compensated crystal oscillator | |
RU2701095C1 (en) | Low-sensitivity bandpass filter with independent adjustment of main parameters | |
GB753085A (en) | Improvements in or relating to electrical wave transmission networks | |
Reddy | Operational-amplifier circuits with variable phase shift and their application to high-Q active RC-filters and RC-oscillators | |
DE10153309A1 (en) | Digital-to-analog converter device with high resolution | |
Diab et al. | A 1.7 nw 24 hz variable gain elliptic low pass filter in 90-nm CMOS for biosignal detection | |
Hou et al. | New configuration for single-CCII first-order and biquadratic current-mode filters | |
US5182522A (en) | Polar leapfrog filter | |
Denisenko et al. | Generalized structure of active RC filters with independent tuning of pole frequency, pole Q-factor and transfer ratio | |
Bhaskar | Realisation of second-order sinusoidal oscillator/filters with non-interacting controls using CFAs | |
US4920325A (en) | Integrated active electronic switched capacitor filter having extremely low sensitivity to variations of the components | |
Casper et al. | An integrable 60-Hz notch filter | |
US5229712A (en) | Circuit and method for producing a flexible reference voltage | |
US5293086A (en) | Polar leapfrog filter | |
KR100188287B1 (en) | Testing audio frequency generation circuit | |
US5296763A (en) | Polar leapfrog filter | |
Denisenko et al. | The ARC-HPF with independent trimming of the main characteristics |