SU720695A1

SU720695A1 - Дробный фильтр нижних частот

Info

Publication number: SU720695A1
Application number: SU772549465A
Authority: SU
Inventors: Валентина Будаевна Ангархаева; Исаак Исаакович Брысков; Михаил Меерович Герман; Георгий Георгиевич Козлов; Крас Николаевич Сергеев; Феликс Михайлович Серебряный; Глеб Николаевич Славский
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6155; Ленинградский Политехнический Институт Им. М.И.Калинина
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1980-03-05

Description

1

Изобретение относитс к радиотехнике, может использоватьс в различных радиоэлектронных устройствах.

Известен дробный фильтр нижних частот, содержащий последовательно соединенные четыре интегрирующие RC-цепи и неинвертирующий усилитель, а также два резисторных делител напр жени , первый из которых включен между выходом неинвертирующего усилител и общей шиной, а второй подключен одним концом к выходу неинвертирующего усилител ; при этом конденсатор второй интегрирующей RC-цепи соединен с отводом второго делител напр жени 1. .

Однако известный дробный фильтр име ,ет довольно пологую амплитудно-частотную характеристику и узкий частотный диапазон .

.Цель изобретени - увеличение крутизны спада амплитудно-частотной характеристики и расщирение частотного диапазона фильтра.

Дл этого в дробный фильтр нижних частот , содержащий последовательно соединенные четыре интегрирующие RC-цепи и неинвёртирующий усилитель, а также два

резисторных делител напр жени , первый из которых включен между выходом неинвертирующего усилител и общей щиной, а второй подключен одним концом к выходу неинвертирующето усилител , причем конденсатор второй интегрирующей RC-цепи соединен с отводом второго делител напр жени , введены третий резисторный делитель напр жени , включенный параллельно входу фильтра, и парафазный усилитель на транзисторе, база которого соединена

с отводом третьего делител напр жени . При этом конденсаторы первой, третьей и четвертой интегрирующих RC-цепей подключены соответственно к коллектору транзистора парафазного усилител , выходу неинвертирующего усилител и отводу первого делител напр жени , а второй конец второго делител напр жени соединен сэмиттером транзистора парафазного усилител .

На чертеже приведена электрическа пиинципиальна схема предложенного фильтра .

Перва интегрирующа RC-цепь состоит из резистора 1 и конденсатора 2, втора - из резистора 3 и конденсатора 4, треть -

из резистора 5 и конденсатора 6, четверта из резистора 7 и конденсатора 8. В схему вход т тайже неинвертирующий усилитель 9, делители напр жени , состо щие из резисторов 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15, и парафазный усилитель на транзисторе 16 и резисторах 17 и 18.

Дробный фильтр работает следующим образом .

На. вход неинвертирующего усилител 9 с конечным положительным коэффициентом усилени (Ко) поступают напр жение сигнала через интегрирующие RC-цепи и одновременно напр жение обратной св зи - через нижние концы конденсаторов 2, 4, 6, 8. Кроме того, с помощью транзистора 16 в узел 19 заводитс синфазное, а в узел 20 - противофазное напр жение сигнала, амплитуда которых устанавливаетс выбором резисторов 14, 15 и 12, 13, а также соотнощением резисторов 18 и 17. Обратные св зи по четырем петл м (через четыре конденсатора 2, 4, 6, 8 схемы) формируют четыре пары полюсов передаточной функции, а вводимые в цепь с помощью транзистора 16 напр жени , пропорциональные сигналу - нуль функции передачи на заданной частоте.

Транзистор 16 выполн ет одновременно функции:

-источника синфазного напр жени сигнала , вводимого в узел 19 дл формировани нул ;

-источника противофазного напр жени сигнала, вводимого в узел 20, дл формировани нул ;

-неинвертирующего усилител в петле обратной св зи через конде.нсатор 2;

-суммирующего устройства дл подачи в узел 20 (и конденсатор 2) одновременно напр жений обратной св зи и инвертированного сигнала.

Функции передачи дробного ФНЧ-4 . (фильтра низких частот четвертого пор дка)

)

-, (1)

Ка

tifp b p i-bip i-bift-ti

причем посто нна времени и суммарна величина Rj,Ci избирательных цепей реальной схемы здесь много меньще, чем у прототипа и аналогичных ему схем.

Благодар использованию новых элементов - дополнительных соединений, резисторного делител напр жени на входе и в особенности благодар многофункциональному использованию дополнительного транзистора предлагаема схема выгодно отличаетс от прототипа:

1)Реализует более пр моугольную (более крутую) АЧХ (амплитудно-частотную характеристику ) фильтра.

2)Позвол ет реализовать функцию передачи в диапазоне более низких частот, чем прототип, при тех же величинах RjCj;, либо уменьшить при реализации тойже частоты среза фильтра, и тем самым уменьщить его габариты. Например, дл реализации ФНЧ-4 с fgn ЮО Гц схема прототипа при суммарной величине Rj. 2347 кОм (R 336,7 кОм) требует конденсаторов по 21680 пф. За вл ема схема при той величине (сопротивление 7325 кОм) требует) конденсаторов по 3900 пф, т. е. в 5,56 раза меньщей емкости.

3) Применение на выход фильтра единичного неинвертирующего усилител (в качестве которого может быть использован операционный усилитель, охваченный местной отрицательной обратной св зью дл стабилизации режима) понижает до минимума дрейф посто нной составл ющей выходного напр жени и устран ет .вли ние нестабильности входных характеристик операционного усилител ;

) Цетыре независимых петли обратной св зи и схема формировани нул позвол ют в щироких пределах варьировать коэф

фициенты b 1-b 4, а функции (1), в результате чего возможно, не измен зна чени элементов 1-8 интегрирующих RC-цепей , а только врьиру остальными низкоомными резисторами перестраивать в щироких пределах АЧХ фильтр,воздейству как на

форму АЧХ (например, перемеща частоту нул передачи при неизменной частоте среза так и на ее положение на щкале частот (т.е. перемеща частоту среза фильтра за счет изменени величины при неизменной

O форме АЧХ). Последнее особенно важно с точки зрени технологичности схемы, так как позвол ет производить серию приборов на диапазон частот с одинаковыми частотно-избирательными цеп ми (которые вл ютс наиболее громоздкой и дорогой частью фильтра), а настройку на заданные частоты ВЫПОЛНЯТЬ путем регулировки низкоомных цепей, которые могут быть вынесены в отдельный субблок управлени ).

Благодар указанным достоинствам предложенное устройство может найти щирокое применение в миниатюрной аппаратуре св зи , исследовательной физической (в том числе геофизической) аппаратуре, акустике и гидроакустике,электромедицинской аппаратуре , в информационно-измерительной технике, дл измерени щумов и вибраций, в частности в бортовой авиационной контрольно-измерительной аппаратуре.

Claims

Формула изобретени

Дробный фильтр нижних частот, содержащий цоследовательно соединенные четыре интегрирующие RC-цепи и неинвертирующий усилитель, а также два резисторных делител напр жени , первый из которых включен между выходом неинвертирующего усилител и общей щиной, а второй подключен одним концом к выходу неинвертирующего усилител , при этом конденсатор второй интегрирующей RC-цепи соединей с отводом второго делител напр жени , отличающийс тем, что, с целью увеличени крутизны спада амплитудно-частотной характеристики и расширени частотного диапазона, в него введены третий резисторный делитель напр жени , включенный параллельно входу фильтра, и парафазный усилитель на транзисторе, база которого соединена с отводом третьего делител напр жени , при этом конденсаторы первой, третьей и четвертой интегрирующих RC-цепей подключены соответственно к коллектору транзистора парафазного усилител , выходу неинвертирующего усилител и отводу первого делител напр жени , а второй конец второго делител напр жени соединен с эмиттером транзистора парафазного усилител .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. «Избирательные системы с обратной св зью, Таганрог, 1974, вып.-2, с. 40 (прототип ) .