Активный rc-фазовый контур

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гггг 964978 с м " ф(22) Заявлено 14,07,80 (21) 2957943/18-09 51)М Кп 3 Н 03 Н 11/16 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий..56(088.8) Дата опубликования описания 07.10.82(72) Авторы изобретения С.В.Гришин, С.Г.Крутчинский и И.Я.Крику 1) Заявител аганрогский радиотехнический институт им(54) г 1 КТИВНЫЙ КС-ФАЗОВЫЙ КОНТ области но дляи фазовых Иэоб радиоте построе коррект Изве жет быт ния лин ров и ф Недо ра явля частотно нестабилетение ники и ия лин тносится реднаэна задержк ройство, коэовано дляжки, фазовытелей г.13.этого фазовьшее (на двгх элементочастот полг тно ус испол й заде эовращ татком т.ся боорое мо- острое- корректо ого контуа ) число в и большаса и нуля. ди О, коНаиболее близким к предложенному по техническому решению является активный ЙС-фазовый контур, содержащий дифференциальный операционный усилитель (,НОУ.), охваченный емкостной отрицательной обратной связью, межд выходом которого, являющимся выходом активного ЙС -Фазового контура, и ис точником сигнала включены последовательно соединенные первый резистор н первый конденсатор, между точкой сое динения первого резистора и первого конденсатора и инвертнрующимвходом ДОУ включен второй резистор, а между источником сигнала и неинвертирующим входом ДОУ включен резистивный делитель 2 ). Недостатком этого устройства является значительный разброс номиналовэлементов для реализации добротностибольшей 1, а также высокая чувствительность частоты полюса к площадиусиления ДОУ, что сужает частотныйдиапазон его работы.Цель изобретения - расширение час 10, тотного диапазона работы активногоЙС-фазового контура.Цель достигается тем, что в активный йС-фазовый контур, содержащийпервый дифференциальггый операционныйусилитель (ДОУ ), охваченный емкостной отрицательной обратной связью,между выходом которого, являющимсявыходом активного ЙС-фазового контура, и источником сигнала вклкченыпоследовательно соединенные первыйрезистор и первый конденсатор, к инвертирующему входу ДОУ подсоединеныодним .выводом второй резистор, амежду источником сигнала н неинвертирующим входом ДОУ включен реэис тивный.делитель, введен второй ДОУ,охваченный резистненой отрицательнойобратной связью, неинвертирующийвход которого подключен к точке соенения первого резистора и первого 3 нденсатора, а выход - к другому964978 ледует, чт эффициента свого конт равен идеальных и 4 частот падает, т.е перера пера- нуля ра ьных из-за ограсиления коэффицие гд1нт усиления Д частота усил У; коэффици гранична ния ДОУ,д В 1+В Д- ЖйЮт 1 фВность коэффицие гд Юр:Ш 1 Мпи 10;постояннпи 11; емени ВС полюса Функциинуля функции затуханиег(р);затуханиег(р);сопротивлного резисопротивлрезисторадобротносЯ 5 нта пе- контуиления вительНеравномер редачи активн 45 ра при измене П и Ф 1 характ вестямиго ВС-Фаэовог ии площадей у ризуется чувс земленителя 9; мленного 9; ние неза тора дел ние заэе делителя ь полюса Я 1 0 1 П ГT2 находим необхо оэффициента В 5 Яб сопротисопротиполученияактеристиконтура ненин (1)при Г =еличину к ШР к+ ц Дляной харзовогов вырзусловиядимую 5П 21 = ф 1 Юр Фрпример,д ро= 0,95,выводу второго резистора, при этом между его инвертирующим входом и выходом активного ЙС-Фазового контура включен третий резистор.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого 5 устройства.Активный ЙС-Фазовый контур содержит два дифференциальных операционных усилителя 1 и 2, два конденсатора 3 и,4, четыре резистора 5 - 8 и реэис О тивный делитель 9Устройство работает следующим образом.Входной гармонический сигнал подается на инвертирующий вход ДОУ 1 через кС-цепь 10, ДОУ 2 и ВС-цепь 11, и через резистивный делитель 9 на неинвертирующий вход ДОУ 1, который одновременно охвачен частотнозависимой отрицательной обратной связью через эти же ВС-цепи 10 и 11, что позволяет получить следующую передаточную функцию фазового контура .второго порядка+ цо ( 252ро+а 2нт передачи делитепостоянная времени ВСЕсли выражение для фазового сдви- га имеет вид Ч(ю ) У - 2 агссд С 0 о до откуда следует, что в диапазоне частот от щ = 0 до м =со фазовый сдвиг изменяется от 180 ф до -1800.Зависимость модуля комплексного коэффициента передачи от частоты (,т.е. амплитудно-частотная характеристика ) находится из выражения 1 ) заменой в нем р на Ы Из выражения 2) при др = - др модуль к дачи активного ВС-фа частотно-независим и Кроме того, в случае(ио) и полюса(шр) сов ор=9 р,При использовании ционных усилителей 1 ниченности их площадчастоты нуля и полюса не совпадают. ем меньше эти чувствительностием стабильнее коэффициент передачидиапазоне частот, т.е, тем шире10 Р 1ФРп 25 где 3 - показатель, зависящий от соотношения параметров элементов Т-образного ВС-моста; 30 35 В устройстве-прототипе затухание полюса дР определяется соотношением постоянных времени ь и ,1401- Поэтому, даже для получения добротности СР=(бр= ) показатель 0=9 и чувствительность частоты полюса к площади усиления П в устройстве-про тотипе в 4,5 раза больше, чем в предлагаемом ЙС-Фазовом контуреЕсли требуется получить добротность полюса Яр = 10, то необходимо 50При этом, если это иметь 1 - :100. 1 соотношение обеспечено перекосомемкостных элементов, то Р = 10, если же резистивных, то П = 40. Таким образом,для предложенного активного ВС-. Фазового контура чувст 55 диапазон частот активного НС-фазового контура.Для доброт ности полюса ЮР= "0 ( при этом 1 + Е = 2) и при П.=П.=П указанные чувствительности равныМО МР ОР ЮРФ55 "1 - 5 = - иП- П ППвф оргПг ПИэ последнего выражения видно, чтофО фр.П " ПиП 1Для устройства-прототипа частота 5 полюса ы Р с учетом ограниченности площади усиления П определяется выражениемци =ЯР 1- - 33 -2 П / 20 а чувствительность частоты полюса к нестабильности площади усиления равна Юр вительность частоты полкса 5 в диа-и пазоне добротностей полюса отдо 10 уменьшается в 4,5 раза (при 0 в=1) и в 5 раз или 20 раз (при ОР= 10). Иэ полученных результатов следует что при одинаковых требуемых чувств%вительностях 5 Р в предложенном устРройстве необходимая площадь усиления П может быть в 5 или 20 раэ меньше (в зависимости от того, разбросом каких элементов определяется добротность, чем в прототипе, а это позволяет для реализации предложенного устройства использовать менее дорогие операционные усилители.Полученный положительный эффект достигается также в дуальной схеме активного ВС-фазового контура, в которой реэистивные и емкостные элементы меняются местами.Формула изобретенияАктивный ЙС -фазовый контур, содержащий первый дифференциальный операционный усилитель ( ДОУ ), охваченныйемкостной отрицательной обратнойсвязью, между выходом которого,являющимся выходом активного ЙС -фазового контура,и источником сигнала .включены последовательно соединенныепервый резистор и первый конденсатор,к инвертирующему входу ДОУ подсоединен одним выводом второй резистор, амежду источником сигнала и неинвертирующим входом ДОУ включен резистивнкйделитель, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения частотного диапазона его работы, введен второй ДОУ, охваченный резистивной от ицательной обратной связью, неинвертирующий вход которого подключен кточке соединения первого резистора ипервого конденсатора, а выход - кдругому выводу второго резистора,приэтом между его инвертнрующим входоми выходом активного Рс Фазового контура включен третий резистор.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 664276, кл. Н 03 Н 7/18, 14.12.76.2. Авраменко В.Л.,Галямичев Ю.П.,Ланнэ А.А. Электрические линии задержки и фаэовращатели, Ч., "Связь,1973, с. 30, рис. 2.18 (прототип ).964978 Составитель А.ОсиповичРедактор Л.Веселовская ТехредЛ.Пекарь Корректор С.Шекмар илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная каз 7688/46 ВПШИПИ Рос по делам 113035, ИосТираж 959 арственного эобретений иа, Ж, Рауш Подписноомитета СССРоткрытийская наб., д, 4/5