Дробный фильтр третьего порядка

2) Автор изобретени Г. Н. Слав ски ский ордена Ленина политехниче кий Г, :.ут им. М.И.Калинина 7) Заявите нингр инст(5+) ДРОБНЬ:Й ФИЛЬТР ТРЕТЬ РЯД неиных ради технических цепях начения, обный фильтр трет ящий из дробного порядка и изолиро ного) звена перворирующгй ЕС-цепителем ,разли Изного на естен д о орядка, сост вена второго н н азвяза п ядка, инте ерным усил е р.е ак ФЗ л Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в Однако известный фильтр реализутолько полиноминальную функцию редачи с пологой характеристикой тухания в переходной области и обеспечивает реализацию нуля педачи на заданной частоте, наприр частоте сосредоточенной помехи,дробной функции передачи, а же передаточной функции фазового ) и амплитудного (ЛК) корректора Наиболее близким к изобретению яется дробный фильтр третьего рядка, содержащий каскадно соединенные Т-образную ЙС-цепь, интегри- рующую КС-цепь и операционный усилитель, к неинвертирующему входу которого подключен выход интегрирующей йС в це, первый резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилителя, являющегося выходом фильтра, и общей шиной, второй резистивный делитель, включенный между входом и выходом фильтра, причем его отвод подключен к о продольному емкостному плечу Т в образной ЙС-цепи, а поперечное резистивное плечо ее подключено к отводу первого резистивного делителя, третий резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной, отвод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, первый резистор, включенный между входом фильтра и точкой соединения Т-образной и интегрирующей НС-цепей, а также второй резистор 123.905985 3Однако данный Фильтр имеет два активных элемента вместо одного минимально необходимого.Цель изобретения - упрощение схемы и снижение расхода мощности источников питания путем сокращения числа используемых элементов.Цель достигается тем, что дробный фильтр третьего порядка, содержащий каскадно соединенные Т-образную КС-цепь, интегрирующую йС-цепь и операционный усилитель, к неинвертирующему входу которого подключен выход интегрирующей ЕС-цепи, первый резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилителя, являющегося выходом фильтра, и общей шиной второй резистивный делитель, включенный между входом и выходом фильтра, причем его отвод подключен к продольному емкостному плечу Т-образной ЙС-цепи, а поперечное резистивное плечо ее подключено к отводу первого резистивного делителя, третий резистивный делитель, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной, отвод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, первый резистор, включенный между входом фильтра и точкой соединения Т- образной и интегрирующей ЙС-цепей, а также второй резистор введен четвертый резистивный делитель, включенный между входом фильтра и общей шиной, отвод которого подключен к выводу конденсатора интегрирующей БС-цепи, а второй резистор включен между входом фильтра и инвертирующим входом операционного усилителя.На чертеже приведена электричесО кая принципиальная схема предложенного устройства. Устройство работает следующим образом.Операционный усилитель 6 охваченчерез 11 С-цепь третьего порядка,образованную Т-образной 1 С-цепью иинтегрирующей 11 С-цепью двумя петлями положительной (на частоте полюсов) обратной связи, одна из которыхзамыкается через первый резистивный О делитель и резистор 3, а втораячерез второй резистивный делительи емкостно-резисторную ветвь Т в образной КС-цепи. Первая из них в большейстепени ответственна" за добротность 5 комплексно-сопряженной пары полюсовпередаточной функции, вторая - вменьшей. Действительный полюс передаточной функции Формируется интегрирующей ЕС-цепью.20 В формировании параметров нуляпередаточной Функции участвуют резисторы 9, 10, 15, 16, 14 и 12. Первыйрезистивный делитель из резисторов9 и 10 задает частоту ГО нуля поотношению к частоте полюса ХО (сдвигГр/1 пропорционален коэффициентупередачи этого резистивного делителя в направлении сверху вниз направо по чертежу). Резистивные делите ли, состоящие из резисторов 15, 16и 12, 14 формируют глубину нуля,При строго одинаковых их коэффициентах передачи достигается точный нульпередаточной функции, если коэффициент передачи резистивного делителя из резисторов 12 и 14 на входоперационного усилителя 6 выше, чемрезистивного делителя из резисторов15 и 16, схема реализует функцию 40 ФК, если ниже - Функцию АК. В общем случае передаточная Функция схемы имеет вид3+ дз У=3 у где КО частота (обычно фильтра функции личин и нормировчастота ез велеабсолютны отношений а,. 55 В-3 отн и 14 вь нте 15 Дробный фильтр третьего порядка содержит Т-образную ЙС-цепь, состоящую из конденсаторов 1 и 2 и резистора 3, интегрирующую йС-цепь, состоящую из конденсатора 4 и резистора 5, операционный усилитель 6, первый резистивный делитель, состоящий из резисторов 7 и 8, второй резистивный делитель, состоящий из резисторов 9 и 10, третий резистивный делитель состоящий из резисто ров 11 и 12, первый и второй резисторы 13 и 14, четвертый резистивный делитель, состоящий из резисторов ментов схемы.рианте дробного звена ФНЧ ения элементов 15, 16, 12 бираются такими что а= 0; а = 11/Ео)в вариаФК а(О и а0; а ) 0 в варианте АК все а Ф О,Расчет схемы сводится к нахождению элементов схемы и их соотношений по заданным коэффициентам а . июЬ и принятым конструктивно величинами (равных) емкостей конденсаторов1, 2 и 4. Имеется разрасотаннаяметодика инженерного расчета,Схема в качестве элементов час 35 45 тотно-независимых резистивных делителей на резисторах 9, 10, 7 и 8 содержит резисторы, сопротивления которых должно быть пренебрежимо малым по сравнению с реактивным со противлением емкостей конденсаторов 1, 2 и 4.Предложенное устройство выгодно отличается от известного. В нем устранен добавочный транзисторный уси литель каскад, снижен расход питания, уменьшены габариты фильтра. Этот эффект достигается введением в схему лишь двух низкоомных резисторов 15 и 16, что по сравнению с 25 исключенным усилителем дает выиграш в технологическом (уменьшение габаритов), в эксплуатационном (сокращение мощности рассеивания, повышение надежности схемы) отношениях. Досто инства предложенного устройства заключаются в следующем, Наличие двух независимых цепей обратной связи позволяет легко в широких пределах регулировать параметры полюсов реализуемой функции, а наличие двух независимых цепей управления параметрами нуля даст возможность реализовать любой вариант бикубичной функции передачи; дробный фильтр 40 НЧ с нулем на заданной частотеФК или АК. Переход от одного варианта0реализуемой бикубичной передаточной функции к другому, например от полиноминальной к дробной функции НЧ-З, от фильтровой функции к ФК и т,п., в предложенной схеме осуществляется только путем регулировки соотношения элементов низкоомных (резисторных) делителей без изменения величин элементов частотно-избирательной ВС-цепи третьего порядка. Это свойство схемы позволяет при микроэлектронной реализации выполнить одну "базовую" ВС-цепь для ряда функционально различных устройств, а вид и параметры каждой заданной функции, например адаптивных устройств, обеспечивать подстройкой только низкоомных (или внешних) элементов,Формула изобретенияДробный фильтр третьего порядка,содержащий каскадно соединенные Тобразную КС-цепь, интегрирующуюНС-цепь и операционный усилитель,к неинвертирующему входу которогоподключен выход интегрирующей ЙСцепи, первый резистивный делитель,включенный между выходом операционного усилителя, являющегося выходомфильтра, и общей шиной, второй резистивный делитель, включенный междувходом и выходом фильтра, причем егоотвод подключен к продольному емкостному плечу Т-образной ЙС-цепи, а поперечное резистивное плечо ее подключено к отводу первого резистивно -го делителя, третий резистивный делитель, включенный между выходомоперационного усилителя и общей шиной, отвод которого подключен к инвертирующему входу операционного усили;теля, первый резистор, включенныймежду входом фильтра и тачкой соединения Т-образной и интегрирующейНС в цеп, а также второй резистор,о т р и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения схемы и снижениярасхода мощности источников питанияпутем сокращения числа используемыхактивных элементов, в него введенчетвертый резистивный делитель,включенный между входом фильтра иобщей шиной, отвод которого подклю-.чен к выводу конденсатора интегрирующей КС-цепи, а второй резисторвключен между входом фильтра и инвертирующим входом операционногоусилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Джефе П.Р. Проектирование активных ЯС -фильтров на низкокачественных элементах. "Электроника",1976, У 23, с. 59.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке %2666478, кл. Н 03 Н 11/12,15.09.78 (прототип) .905985 оставитель,А.Меньшикоехред И.Кастелевич ектор Н,Сте едактор И.Митро каз 396/ Тираж 953Государственного комитета СС елам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб., д. ПодписноР НИИПИ и 113035 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекты