SU905985A1 - Дробный фильтр третьего пор дка - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  в линейных радиотехнических цеп х различного назначени ,

Известен дробный фильтр третьего пор дка, состо щий из дробного звена второго пор дка и изолированного (разв занного) звена первого пор дка, интегрирующей RC-цепи с буферным усилителем 1.

Однако известный фильтр реализует только полиноминальную функцию передачи с пологой характеристикой затухани  в переходной области и не обеспечивает реализацию нул  передачи на заданной частоте, например частоте сосредоточенной помехи, т.е. дробной функции передачи, а также передаточной функции фазового (ФЗ) и амплитудного (ЛК) корректора.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  дробный фильтр третьего пор дка, содержащий каскадно соединенные Т-образную RC-цепь, интегрирующую RC-цепь и операционный усилитель , к неинвертирующему входу которого подключен выход интегрирующей RC-цепи, первый резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилител ,  вл ющегос  выходом фильтра, и общей шиной, второй резистивный делитель, включенный между входом и выходом фильт10 ра, причем его отвод подключен к о продольному емкостному плечу Т-образной RC-цепи, а поперечное резистивное плечо ее подключено к отводу первого резистивного делител , тре15 тий резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилител  и общей шиной, отвод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилител , первый

20 резистор, включенный между входом фильтра и точкой соединени  Т-образной и интегрирующей RC-цепей, а также второй резистор Г23. 3 Однако данный фильтр имеет два активных элемента вместо одного минимально необходимого. Цель изобретени  - упрощение схемы и снижение расхода мощности источников питани  путем сокращени  числа используемых элементов, Цель достигаетс  тем, что дробны фильтр третьего пор дка, содержащий каскадно соединенные Т-образную RC-цепь, интегрирующую RC-цепь и операционный усилитель, к неинвертирующему входу которого подключен выход интегрирующей RC-цепи, первый резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилите л ,  вл ющегос  выходом фильтра, и общей шиной, второй резистивный делитель , включенный между входом и выходом фильтра, причем его отвод подключен к продольному емкостному плечу Т-образной RC-цепи, а попереч ное резистивное плечо ее подключено к отводу первого резистивного делител , третий резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилител  и общей шиной, отвод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилител , первый резистор, включенный между входом фильтра и точкой соединени  Тобразной и интегрирующей RC-цепей, а также второй резистор введен четвертый резистивный делитель, включенный между входом фильтра и общей шиной, отвод которого подключен к выводу конденсатора интегрирующей RC-цепи, а второй резистор включен между входом фильтра и инвертирующим входом операционного усилител . На чертеже приведена электрическа  принципиальна  схема предложенного устройства.

Дробный фильтр третьего пор дка содержит Т-образную RC-цепь, состо щую из конденсаторов 1 и 2 и резистора 3, интегрирующую RC-цепь, состо щую из конденсатора 4 и резистора 5 , операционный усилитель 6, первый резистивный делитель, состо щий из резисторов 7 и 8, второй резистиБный делитель, состо щий из резисторов 9 и 10, третий резистивный делитель состо щий из резисторов 11 и 12, первый и второй резисторы 13 и 14, четвертый резистивный делитель, состо щий из резисторов 15 и 16.

где г 1 - частота нормировани 

М ( обычно частота среза фильтра);

и Ь

функции-абсолютных величин и отношений эМементов схемы.

В варианте дробного звена ФНЧ-3 соотношени  элементов 15, 16, 12 и 14 выбираютс  такими, что а i а 0; аи (f(sl/(j), в варианте 5 Устройство работает следующим образом . Операционный усилитель 6 охвачен через RC-цепь третьего пор дка, образованную Т-образной RC-цепью и интегрирующей RC-цепью двум  петл ми положительной (на частоте полюсов ) обратной св зи, одна из которых замыкаетс  через первый резистивный делитель и резистор 3, а втора  через второй резистивный делитель и емкостно-резисторную ветвь Т-образной RC-цепи. Перва  из них в большей степени ответственна за добротность комплексно-сопр женной пары полюсов передаточной функции, втора  - вменьшей . Действительный полюс передаточной функции формируетс  интегрирующей RC-цепью. В формировании параметров нул  передаточной функции участвуют резисторы 9, 10, 15, 16, 14 и 12. Первый резистивный делитель из резисторов 9 и 10 задает частоту f нул  по отношению к частоте полюса fp (сдвиг fn/f., пропорционален коэффициегьту передачи этого резистивного делител  в направлении сверху вниз направо по чертежу). Резистивные делители , состо щие из резисторов 15, 16 и 12, 14 формируют глубину нул . При строго одинаковых их коэффициентах передачи достигаетс  точный нуль передаточной функции, если коэффициент передачи резистивного делител  из резисторов 12 и 14 на вход операционного усилител  6 выше, чем резистивного делител  из резисторов 15 и 16, схема реализует функцию ФК, если ниже - функцию ЛК. В общем случае передаточна  функци  схемы имеет вид

ФК a-j гО , 0; an У О в варианте АК все а О.

Расчет схемы сводитс  к нахождению элементов схемы и их соотношений по заданным коэффициентам,а . и Ь и прин тым конструктивно величинами (равных) емкостей конденсаторо 1, 2 и 4. Имеетс  разработанна  методика инженерного расчета.

Схема в качестве элементов частотно-независимых резистивных делителей на резисторах 9, 10, 7 и 8 содержит резисторы, сопротивлени  которых должно быть пренебрежимо малым по сравнению с реактивным сопротивлением емкостей конденсаторов 1 , 2 и %.

Предложенное устройство выгодно отличаетс  от известного. Б нем устранен добавочный транзисторный усилитель каскад, снижен расход питани , уменьшены габариты фильтра. Этот эффект достигаетс  введением в схему лишь двух низкоомных резисторов 15 и 16, что по сравнению с исключенным усилителем дает выиграш в технологическом (уменьшение габаритов ) , в эксплуатационном (сокращение мощности рассеивани , повышение надежности схемы) отношени х. Достоинства предложенного устройства заключаютс  в следующем. Наличие двух независимых цепей обратной св зи позвол ет легко в широких пределах регулировать параметры полюсов реализуемой функции, а наличие двух независимых цепей управлени  параметрами нул  даст возможность реализовать любой вариант бикубичной функции передачи: дробный фильтр НЧ с нулем на заданной частоте,ФК или АК. Переход от одного варианта реализуемой бикубичной передаточной функции к другому, например от полиноминальной к дробной функции НЧ-3, от фильтровой функции к ФК и т.п., в предложенной схеме осуществл етс  только путем регулировки соотношени  элементов низкоомных (резисторных) делителей без изменени  величин элементов частотно-избирательной RC-цепи третьего пор дка. Это свойство схемы позвол ет при микроэлектронной реализации выполнить одну базовую RC-цепь дл  р да функционально различных устройств , а вид и параметры каждой заданной функции, например адаптивных у стройств, обеспечивать подстройкой только низкоомных (или внешних) элементов.

Claims (2)

1.Джефе П.Р. Проектирование активных RC -фильтров на низкокачественных элементах. Электроника, 1976, № 23, с. 59.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке №2666478, кл. Н 03 Н 11/12,

15.09.78 (прототип).