Режекторный фильтр

.ФУ -фЯгт -.ь 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИИИЯ ОРВИ 8-09(21) 3591900/ (22) 17,05.83 (46) 30.09.84 (72) Н.Н. Бал и А.Н. Малино (71) Ленингра политехническ им, М.И. Кали (53) 621.372,5 Бюл. 11": 36 Руков, Ю.И. ский дский ордена й институтпсарь Ленина ин 43.3 (088,8)(54) (57) РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬ щий два операционных уси выход первого из которых вый резистор соединен с рующим входом второго оп усилителя, при этом неин вход второго операционно через первый конденсатор ТР, содер лителя, через пер еинвертирационног ертирующи о усилителподключенф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 510776, кл . Н 04 Н 11/12, 1973.2, Калякин А.И. Исследование активных 0 -фильтров с электронной перестройкой. Автореф. дис. на соиск. научи. степени канд. техн. наук, ЛЭТИ им. В.И. Ульянова, Л 1978, с. 13, рис. 8 (прототип). к входу режекторного фильтра, ккоторому также подключен первый вы-вод цепи из последовательно соединенных второго и третьего резисторов, а также второй конденсатор,причем выход второго операционногоусилителя является выходом режекторного фильтра, о т л и ч а ю щ н йс я тем, что, с целью увеличенияподавления сигналов на частоте режекции и расширения диапазона рабочих частот при одновременном упрощении режекторного фильтра, введентретий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом первогооперационного усилителя и выходомвторого операционного усилителя,второй вывод цепи из последовательно соединенных второго .и третьегорезисторов подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, а точка соединениявторого и третьего резисторовчерез второй конденсатор подключенак общей шине, при этом инвертирующий вход каждого из операционныхусилителей соединен с его выходом.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использованов различных радиотехнических устройствах.Известен режекторный фильтр,содержащий три операционных усилителя,на первом и которых выполнен интегратор, на втором - дифференциатор,входы которых объединены через первый резистор и через второй резистор подключены к входу режекторногофильтра, а выходы подключены к входусумматора, вьколненного на третьемоперационном усилителе, выход которого через третий резистор подключен 15к входу дифференциатора13Однако в известном режекторномфильтре использование трех операционных усилителей приводит к сужению динамического диапазона сигналов 20и ограничивает диапазон рабочих частотНаиболее близким к предлагаемому является режектдрный фильтр,содержащий два операционных усилителя, 25выход первого из которых через пер"вый резистор соединен с неинвертирующим входом второго операционногоусилителя, при этом неинвертирующийвход второго операционного усилителя ЗОчерез первый конденсатор подключенк входу режекторного фильтра, к которому также подключен первый выводцепи из последовательно соединенныхвторого и третьего резисторов,а также второй конденсатор, причемвыход второго операционного усилителя является выходом режекторногофильтра, неинвертирующий вход первогооперационного усилителя через после. 40довательно соединенные четвертый ипятый резисторы подключен к выходурежекторного фильтра, а их точкасоединения подключена к инвертирующему входу второго операционногоусилителя, второй конденсатор включен в цепь отрицательной обратнойсвязи первого операционного усилителя, а шестой резистор включен междуинвертирующим входом первого операционного усилителя и выходом режек-торного фильтра 23. Однако известный режекторный фильтр характеризуется ограниченны" ми подавлением сигнала на частоте 55 режекции и диапазоном рабочих частот из-за применения операционных усилителей в режиме усиления. Цель изобретения - увеличени. подавления сигналов на частоте режекции и расширение диапазона рабочих частот при одновременном упрощении режекторного фильтра,Поставленная цель достигается тем, что в режекторный фильтр, содержащий два операционных усилителя, выход первого иэ которых через первый резистор соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, при этом неинвертирующий вход второго операционного усилителя через первый конденсатор подключен к входу режекторного фильтра, к которому также подключен первый вывод цепи иэ последовательно соединенных второго и третьего резисторов, а также второй конденсатор, причем выход второго операционного усилителя является выходом режекторного фильтра, введен третий конденсатор, включенный между неинвертирующим входом первого операционного усилителя и выходом второго операционного усилителя, второй вывод цепи из последовательно соединенных второго и третьего резисторов подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, а точка соединения второго и третьего решсторов через второй конденсатор подключена к общей шине, при этом инвертирующий вход каждого из опе рационных усилителей соединен с его выходом. На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого режекторного фильтра.Режекторный фильтр содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, первый резистор 3, первый конденсатор 4, второй 5 и третий 6 резисторы, второй 7 и третий 8 конденсаторы.Режекторный фильтр работает следующим образом.Возможны два пути прохождения сиг нала с входа на выход режекторногофильтра. Первый путь: второй 5 итретий 6 резисторы, операционныйусилитель 1, первый резистор З,операционный усилитель 2. Второй путь:первый конденсатор 4, операционныйусилитель 2На низких частотах реактивное сопротивление конденсаторов велико и сигнал проходит по)д где ьо -Юр круговая частотапередаточной функкруговая частотапередаточной функполоса заграждениполоса пропусканикруговая частотавительного нуля пной функции.круговая чтельного п нуля ды = О выполняется присоотношении параметров и45 Услови следующем элементов С 4 = С 7 где схемы фильтр С 8=С 85=я я 3/3дейстередаточ"5 О 56 С 46+ СИ 5ДЬ) о(С 4 ь 6 -ЪС 4(СЬ 6 С 4 СЕго выраженияен нулю СаЬР бОприведенн ловиях ра -Я с )О нтвиастота долюса перкции.оп =)Рой функциио для люлементов Числитель при данных уседач с 1= о,Условиядпя даннойполняютсязначений п До-Р пер едат лжно выполиятьса усло ждестве аметров ыхсхемы и первому пути, а на верхних частотах реактивное сопротивление конден-, саторов мало, поэтому сигнал проходит по второму пути. На частотах, близких к частоте режекции, сигнал на выход режекторного фильтра проходит по обоим путям. На частоте режекции из-за частотных свойств конденсаторов 4, 7 и 8 сдвиг фаз между сигналами, поступающими на выход режекторного Фильтра, составляето180 а при выполнении соотношения элементов С 4 = С" = С 8 и В 5 = Кб = " ЗК 3 амплитуды этих сигналов равны. В результате происходит полное подавление сигнала на частоте режекции. Для компенсации потерь в цепи конденсатор 8 подключен к выходу режекторного Фильтра.Благодаря тому, что коэффициенты передачи обоих операционных усилителей равны единице, режекторный фильтр работает устойчиво, несмотря на. контур положительной обратной связи: операционный усилитель 1, резистор 3, операционный усилитель 2, конденсатор 8. где Р - оператор Лапласса,к - проводимость к-резистора,С - емкость к-конденсатора.Для получения характеристики ре.жекторного Фильтра с бесконечнымзатуханием необходимо выполнениеследующих условий Применение в схеме режекторногофильтра повторителей напряжения упрощает схему эа счет отсутствия необходимости в .элементах, задаю щих коэффициент передачи операционных усилителей. Включение операционного усилителяв режим повторителя напряжения осу"ществляется соединением выхода операциЬнного усилителя с его инвертирующим входом. Операционный усилитель, включенный в такой режим,обладает более широким линейным15участком амплитудно-частотной харакрестики, чем в режиме усиления сигнала. Поскольку коэффициент передачи активных элементов режекторногоФильтра остается постоянным в болееширокой полосе частот чем у прототипа, то расширяется диапазон рабочих частот режекторного фильтра,Наличие нуля передаточной функции можно показать формально. Пере.даточная функция имеет вид1116533 а у ЬИСЮбфСй 51 а 9-Ь 5 6 СФС 5/С 1ам ( с 16 фсьЩ 569 56 СФСФ Числитель этого выражения нулю не равен фф ЬсЙСс ЗС 1- Ь С = 11 СС =дС 10 Таким образом, при условии10 на частоте режекции:о имеется нуль передаточнои функции фильтра.Предлагаемый режекторный фильтр бын реализован на операционных усилителях типа К 1 ЧТ 401 А.При экспериментальном исследовании режекторного фильтра при, частоте режекции .с = 1450 кГц получают 5 2 о Составитель А, МеньшиковаТехред А.Ач .Корректор В. Синицкая Редактор Н, Киштулинец Заказ 6945/44 Тираж 861 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 С 4=С=с:с н 6=(6=(33: затухание 46 Б, при . - о- = 170,Павдораметры режекторного фильтрамио20 9 К, где К - коэффициент передачи режекторого фильтра) соответствуют расчетным до частоты 40 кГ, При исследовании прототипа аналогичные параметры соответствуют расчетным до частоты 10 кГц.Таким образом, использование операционных усилителей.в качестве повторителей напряжения, а также изменение связей между элементами приводит к получению более стабильной частотной характеристики режекторного фильтра, расширению диапазона рабочих частот, увеличению степени подав-./ ления сигнала на частоте режекции и упрощению схемы.