SU711667A1

SU711667A1 - Устройство с отрицательным частотно- зависимым входным сопротивлением

Info

Publication number: SU711667A1
Application number: SU772538357A
Authority: SU
Inventors: Кузьма Петрович Гордиенко
Original assignee: Кишиневский Политехнический Институт Им. С.Лазо
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1980-01-25

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для реализации активных избирательных цепей с частотно-зависимым отрицательным входным сопротивлением.

Известно устройство с отрицательным частотно-зависимым входным сопротивлением, содержащее первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого является входом устройства, и второй дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен через конденсатор с его выходом, через первый резистор - с выходом первого дифференциального усилителя, через второй резистор — с общей шиной, а выход через третий резистор - с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя [1].

! Однако этс^ устройство обладает · недостаточно широким диапазоном значений отрицательного частотнозависимого входного сопротивления в области нижних частот.·

Цель изобретения - расширение диапазона значений отрицательного частотно-зависимого входного сопротивления устройства в область нижних частот.

Для этого в устройстве с отрицательным частотно-зависимым вход'ным сопротивлением, содержащем первый дифференциальный усилитель; инвертирующий вход которого является входом устройства, и второй дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен через конденсатор с его выходом, через первый резистор - с выходом первого дифференциального усилителя, через -второй резистор - с общей шиной, а выход через третий резистор - с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя, вход устройства соединен с выходом первого дифференциального усилителя и общей шиной соответственно через четвертый и пятый резисторы, а неинвертирующие входы обоих д; фференциальных усилителей объединены и подключены к общей шине через другой конденсатор, при этом Υ₄· Y,?

7Y2-Y4-, где Yy , Y₂, Y₄ , у₅ - проводимости первого, второго, четвертого и пятого резисторов соответственно.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства.

У1667

Устройство с отрицательным частотно-зависимым входным сопротивлением содержит первый дифференциальный усилитель 1, инвертирующий вход которого является входом устройства, и второй дифференциальный усилитель 2, инвертирующий вход· которого соединен через конденсатор 3 с его выходом, через первый резистор 4 - с выходом первого дифференциального усилителя 1, через второй резистор 5 - с общей шиной, а выход через третий резистор б - с неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя, вход устройства соединен с выходом первого дифференциального усилителя и общей шиной соответственно через четвертый и пятый резисторы 7, 8, а неинвертирующий входы обоих дифференциальных усилителей объединены и подключены к общей шине через другэй конденсатор 9, при этом Y, · Y.7 >Υ₂· Ъ , ' ⁵ где Υ₄ , , Υ₄, Υς. - проводимости первог-о 4, второго 5, четвертого 7, пятого 8 резисторов соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал от источника поступает на инвертирующий вход усилителя 1 с глубокой резистивной отрицательной обратной связью, осуществляемой через сопротивление смещения 8 и резистор 7. С выхода усилителя сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя 2, охваченный отрицательной обратной связью в виде дифференцирующей RC-цепи, состоящей из резистора 5 и конденсатора 3, и положительной обратной связью в виде интегрирующей RC-цепи, состоящей из конденсатора.9 и резистора б. Выделенный сигнал на выходе интегрирующей RC-цепи подается на неинвер\ тирующие входы усилителя 1 и 2 и в дальнейшем прохождение сигнала повторяется. Поскольку усилители 1 и охвачены общей петлей резистивной отрицательной обратной связи, а также дополнительными обратными* связями для каждого из них, то можно считать, что схема устойчива и имеет практически нулевой потенциал на выходах усилителей 1 и 2 при отсутствии сигнала от источника. В лучае, когда частота входного сигнала источника равна нулю, входное частотно-зависимое сопротивле 'ние.устройства равно положительному сопротивлению на нулевой частоте, которое определяется результирующей проводимостью сопротивлений смещения первого и второго усилителей, т. е. разностью Υ — ^1· Υ4·

При подаче синусоидального напряжения от источника сигналов вход ное сопротивление предлагаемого устройства будет изменяться в зависимости от частоты входного сигнала. Действительно, в этом случае входное сопротивление частотно-зависимого отрицательного сопротивления определяется произведением проводимостей реактивных элементов дифференцирующей и интегрирующей RC-цепей и результирующей проводимостью смещения на нулевой частоте.

Входное сопротивление предлагаеморо устройства описывается выражением, при условии, что дифференциальные усилители рассматриваются как идеальные:

W г --------------6*4 »>

где Υ| - проводимость резистора4;

Yj_ - проводимость резистора5;

У₅ - проводимость резистора6;

Υφ - проводимость резистора7;

Yc - проводимость резистора8;

- емкость конденсатора 3; Су -емкость конденсатора 9; Щ ~ круговая частота.

Результирующее сопротивление смещения определяется разностью произведения проводимостей · Yg- Υ_ζ· Величина этой разности должна быть ' положительной. Из формулы входного сопротивления видно, что чем меньше разность произведений проводимостей Y,· Yg· - Υ₂· Υ₄ , тем меньше будет сказываться влияние сопротивлений смещений, а это приведет: во-первых к увеличению входного положительного сопротивления на нулевой частоте и во-вторых к расширению диапазона значений отрицательного входного частотно-зависимого сопротивления в области нижних частот.. Опытная проверка показала, что при выбо-. ре соответствующих номиналов элементов схемы, входное положительное сопротивление устройства на нулевой частоте увеличилось в 13 раз по сравнению с прототипом;· а нижняя граница области отрицательных значений входного частотно-зависимого сопротивления снизилась в 5 раз в диапазон более низких частот.

Claims

(54) УСТРОЙСТВО С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ЧАСТОТНОЗАВИСШЩМ ВХОДНЬМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ Устройство с отрицательнЕлм частотно-зависимым входным сопротивлением содерх ит первый дифференциальный усилитель 1, инвертирующий вход которого вл етс входом устройства, и второй дифференциальный усилитель 2, инвертирующий вход которого соединен через конденсатор 3 с его выходом, через первый резистор 4 - с выходом первого дифференциального усилител 1, через второй резистор 5 - с общей шиной, а выход через третий резистор б - с неинвертирующим входом первого дифференциального усилител , вход устройства соединен с выходом первого дифференциального усилител и общей шиной соответственно через четвертый и п тый резисторы 7, 8, а неинвертирующий входы обоих дифференциальных усилителей объединены и подключены к общей шине через другэй конденсатор 9, при этом У У Y2- 4где V, f 2, 4 Yr - проводимости первого 4,второго 5, четвертого 7 п того 8 резисторов соответственно Устройство работает следующим образом. Входной сигнал от источника пост пает на инвертирующий вход усилите л 1 с глубокой резистивной отрица тельной обратной св зью, осуществл емой через сопротивление смещени 8 и резистор 7. С выхода усилител 1сигнал поступает на инвертирующи вход усилител 2, охваченный отриц тельной обратной св зью в виде диф ренцирующей RC-цепи, состо щей из резистора 5 и конденсатора 3, и по ложительной обратной св зью в виде интегрирующей RC-цепи, состо щей из конденсатора.9 и резистора 6. Выделенный сигнал на выходе интегр рующей НС-цепи подаетс на неинвер тирующие входы усилител 1 и 2 и в дальнейшем прохождение сигнала пов тор етс . Поскольку усилители 1 и 2охвачены общей петлей резистивной отрицательной обратной св зи, а также дополнительными обратными св з ми дл каждого из них, то Л1ожно считать, что схема устойчива и имеет практически нулевой- потенци на выходах усилителей 1 и 2 при отсутствии сигнала от источника . В лучае, когда частота входного сигнала источника равна нулю, входное частотно-зависимое сопроти ние|устройства равно положительному сопротивлению на нулевой частоте , которое определ етс результирующей проводимостью сопротивлений смещени первого и второго усилителей, т. е. разностью Y.- Y - Ya- Y4 , при подаче синусоидального напр жени от источника сигналов вхо ное сопротивление предлагаемого устройства будет измен тьс в зависимости от частоты входного сигнала. Действительно, в этом случае входное сопротивление частотно-зависимого отрицательного сопротивлени определ етс произведением проводимостей реактивных элементов дифференцирующей и интегрирующей КС-цепей и результирующей проводимостью смещени , на нулевой частоте. Входное сопротивление предлагаемого устройства описываетс выражением , при условии, что дифференциальные усилители рассматриваютс как идеальные: где Y. проводимость резистора 4; проводимость резистора 5; проводимость резистора 6; проводимость резистора 7; Уг - проводимость резистора 8; С - емкость конденсатора 3; С -.емкость конденсатора 9; ш - кругова частота. Результирующее сопротивление смещени) определ етс разностью произведени проводиЫостей Y, V - Уд,- К, Величина этой разности должна быть положительной. Из формулы входного сопротивлени видно, что чем меньше разность произведений проводимостей Y, Уд. ,- тем меньше будет сказыватьс вли ние сопротивлений мещений, а это приведет: во-первых к увеличению входного положительного сопротивлени на нулевой частоте и во-вторых к расширению диапазона значений отрицательного входного частотно-зависимого сопротивлени в области нижних частот.. Опытна проверка показала, что при выбо-. ре соответствующих номиналов элементов схемы, входное положительное сопротивление устройства на нулевой частоте увеличилрсь в 13 раз по сравнению с прототипом)- а нижн граница области отрицательных значений входного частотно-зависимого сопротивлени снизилась в 5 раз в диапазон более низких частот. Формула изобретени Устройство с отрицательным частотно-зависимым входным сопротивлением , содержащее первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого вл етс входом устройства , и второй дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен через конденсатор с его выходом, через первый резистор - с выходом первого дифференциального усилител , через второй резистор - с общей шиной, а выход

через третий резистор - с неинвертирующим входом первого дифференциального усилител , отличающеес тем, что, с целью расширени диапазона значений отрицательного частотнр-эависимого входного сопротивлени устройства в область нижних частот, вход устройства соединен с выходом первого дифференциального усилител и общей шиной соответственно через четвертый и п тый резисторы, а неинвертирующие входы обоих дифференциальных усилителей объединены и подключены к общей шине через другой конденсатор , при этом V| Vz где У, , Yg, Y4- Yj - проводимости первого, второго, четвертого и п того резисторов сЪответственно.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Proceeding ef the IEEE, April 1972, с. 444-445 (прототип).

J