Активный рс-фильтр нижних частот

Активный рс-фильтр нижних частот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>813695

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) Заявлено 270779 (21) 2805899/18-09 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

H H 11/12

Государственный ноинтет

СССР ао делам нэобретеннй н откр ытн й

С>публиковано 150381. Бк>ллетень № 10 (53) УДК 621. 372.

° 542-2(088.8) Дата опубликования описания 25. 03. 81 (72) Авторы изобретения

Б.Ф.Змий и A.Í.Äðó>õèíèí (71) Заявитель

1

1 f !

1 (54) АКТИВНИЙ С-ФИЛЬТР НИ> НИХ АС1О1"

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных радиотехнических установках, в частности в устройствах последетекторной обработки сигналов °

Известен активный RC-фильтр нижних частот, содержащий усилитель, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные между входом устройства и входом усилителя, выход которого через первый конденсатор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а также второй конденсатор, подключенный к входу усилителя (.1). 15

Однако известный активный RC-фильтр имеет недостаточную стабильность частотных характеристик и недостаточный динамический диапазон.

Цель изобретения — повышение ста- 20 бильности частотных характеристик и расширение частотного и динамического диапазонов. для этого в активный RC-фильтр нижних частот, содержащий усили- 25 тель, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные между входом устройства и входом усилителя, выход которого через первый конденсатор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а также второй конденсатор, подключенный к входу усилителя, последовательно с вторым конденсатором включен третий конденсатор, соединенный с общей шиной, а к точке соединения второго и третьего конденсаторов подключены отвод дополнительно введенного резистивного делителя напряжения, включенного между выходом усилителя и общей шиной.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Аактивный RC-фильтр содержит усилитель 1, первый и второй резисторы

2 и 3, первый, второй и третий конденсаторы 4, 5 и 6 и резистивный делитель напряжения, состоящий из резисторов 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

Передаточная функция предлагаемого активного RC-фильтра нижних частот имеет вид:

Р C)-C2+Р „-+ (<-w)1 при условии Р С 1+ Р С+1 / R 3;

813695 (0

15 с., =c;

25 с (и1+1 ) с;

"4= и

С э = >.>1 с. 30

Формула изобретения с +сс

С 4

ei tt1 q=-g.g - 1

Ц«1 Й

1 > LQ-1

60 где R1, R2 - сопротивление резисторов 2 и 3;

С1, С2, .ÑÇ вЂ” емкость конденсаторов б, 5 и 4;

К -. коэффициент усиления усилителя 1

R4 — сопротивление резистора 7;

P оператор Лапласса.

Величина чувствительности, характеризующая динамический и частотный диапазоны для предлагаемого фильтра, равна се с>.

Р <1 C «Pt R « + q, 1+q„.

/Pja3

Р .Cq Cg+ PCq/P4«1/R ° и

Ha peaoaaaoaoa aaoeoee 4)e=l/1% я<,(О где величина 1 достигает своего максимума с учетом расчетных соотношений где Q — - добротность полюсов,, m — - коэффициент пропорциональности, получим: причем для устройства-прототипа чувствительность (i +1)ц Гimr/ --Q «1

2.

Ь 1+ 1 О

На основании полученных значений и 71 нетрудно оценить преимущество предлагаемой схемы т.е ° при реализации фильтров с использованием предлагаемой схемы можно получить в (>>/1 раз меньше уровни шумов и нелинейных искажений, а также расширить диапазон рабочих частот. Например, при Q=10 предлагаемый фильтр позволяет получить на выходе уровень шумов в 25 раз ниже, чем у фильтра прототипа и в пять раз расширить область рабочих частот при одной и той же добротности полюсов передаточной функции.

Таким образом, включение третьего конденсатора б последовательно со вторым конденсатором 5 и включение в точку соединения конденсаторов

5 и б отвода резистивного делителя напряжения, соединенного с общей шиной, обеспечили увеличение стабильности частотных характеристик, расширение динамического диапазона и частотного диапазона не менее чем в

Q/2 раза, по сравнению с фильтромпрототипом. Характеристики предлагаемого фильтра : кспериментально исследовались на изготовленном образце на дискретных элементах с использованием в качестве усилительного элемента усилителя 1УТ401А. Осуществлялась реализация фильтра с полосой пропускания 128 крц с добротностью полюсов Q=30, тогда как подобной реализации с использованием схемы прототипа осуществить не удалось из-за серьезных частотных характеристик низкой стабильности и уровня шумов.

Активный RC-фильтр нижних частот, содержащий усилитель, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные между входом устройства и входом усилителя, выход которого через первый конденсатор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а также второй конденсатор, подключенный к входу усилителя, о т л и ч а ю шийся тем,,что, с целью повышения стабильности частотных характеристик и расширения частотного и динамического диапазонов, последовательно с вторым конденсатором включен третий конденсатор, соединенный с общей шиной, а к точке соединения второго и третьего конденсаторов подключен отвод допОлнительно введенного резистивного делителя напряжения, включенного между выходом усилителя и общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Sallen R.Ð. и Keu F.L. АргасГ(са1 i1ethod of Designing RC Active

Filters. IRS Trans С,Т. 1955 V СТ-2 „

Р 1 (прототип).

813695

Составитель В.Маврин

Редактор К.Волоцук Техред С.Мигунова Корректор E.pîøêî

Заказ 807 75 Тираж 933 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4