Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПОЛОСОВОЙ ARC-ФИЛЬТР С ПОВЫШЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ПОЛЮСА
ПОЛОСОВОЙ ARC-ФИЛЬТР С ПОВЫШЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ПОЛЮСА

ПОЛОСОВОЙ ARC-ФИЛЬТР С ПОВЫШЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ПОЛЮСА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, преимущественно в микроэлектронном исполнении. Устройство содержит операционный усилитель (1), первый резистор (2), первый конденсатор (3), второй резистор (4), второй конденсатор (5), третий-восьмой резисторы (6-11). Технический результат: сокращение времени настройки, увеличение процента выхода годных изделий при микроэлектронном гибридно-пленочном исполнении. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2154337
Класс(ы) патента: H03H11/12
Номер заявки: 99125356/09
Дата подачи заявки: 30.11.1999
Дата публикации: 10.08.2000
Заявитель(и): Таганрогский государственный радиотехнический университет
Автор(ы): Иванов Ю.И.
Патентообладатель(и): Таганрогский государственный радиотехнический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, преимущественно в микроэлектронном исполнении.
Известен "Полосовой активный RC-фильтр" (СССР. А.с. N 785954, М. кл.3 H 03 H 7/01, опубл. 07.12.80, бюл. N 45), содержащий Т-мост с перекрывающей ветвью, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом Т-моста и одним концом перекрывающей ветви, и делитель напряжения, подключенный параллельно выходу фильтра, делитель напряжения выполнен с двумя отводами, первый из которых соединен с другим концом перекрывающей ветви, а второй - с неинвертирующим входом операционного усилителя, при этом вход Т-моста и выход операционного усилителя подключен к входу делителя напряжения.
Признаками этого устройства, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения, являются операционный усилитель, резисторы и конденсаторы.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является итерационность процесса настройки затухания полюса при микроэлектронной реализации устройства.
2 Известен также "Активный RC-фильтр нижних частот" (СССР, А.с. N 1187241, М. кл. 4 H 03 H 11/12, опубл. 23.10.85, бюл. N 39), содержащий операционный усилитель, два конденсатора и пять резисторов, причем первые выводы первого резистора и первого конденсатора подключены к второму выводу второго резистора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго конденсатора и к неинвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы первого резистора и первого конденсатора подключены к входу устройства и выходу операционного усилителя соответственно, второй вывод второго конденсатора подключен к первым выводам третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых подключены к общей шине и к инвертирущему входу операционного усилителя соответственно, пятый резистор включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя.
Признаками этого устройства, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения, являются операционный усилитель, резисторы и конденсаторы.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является итерационность процесса настройки затухания полюса при микроэлектронной реализации устройства.
Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому устройству является "Полосовой фильтр" (ТИИЭР, 1979, том 67, N 1, с.45, рис. 3б), содержащей операционный усилитель, два конденсатора и семь резисторов, причем первый вывод первого резистора подключен к первому выводу первого конденсатора, а первый вывод второго резистора - к первому выводу второго конденсатора и к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый вывод третьего резистора подключен к общей шине, а его второй вывод - к первому выводу четвертого резистора, второй вывод четвертого резистора подключен к первому выводу пятого резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы пятого и шестого резисторов подключены к выходу операционного усилителя, второй вывод седьмого резистора является входом устройства, первый вывод шестого резистора подключен к первому выводу седьмого резистора и к второму выводу первого резистора, второй вывод второго конденсатора подключен к первым выводам первого резистора и первого конденсатора, второй вывод первого конденсатора подключен к общей шине, второй вывод второго резистора подключен к второму выводу третьего резистора и к первому выводу четвертого резистора.
Признаками этого устройства, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения, являются операционный усилитель, резисторы и конденсаторы.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является итерационность процесса настройки затухания полюса при микроэлектронной реализации устройства.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении настройки частоты и затухания полюса.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения заключается в сокращении времени настройки устройства; увеличении процента выхода годных изделий при микроэлектронном гибридно-пленочном исполнении.
Для достижения технического результата в полосовом ARC-фильтре, содержащем операционный усилитель, два конденсатора и семь резисторов, причем первый вывод первого резистора подключен к первому выводу первого конденсатора, а первый вывод второго резистора - к первому выводу второго конденсатора и к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый вывод третьего резистора подключен к общей шине, а его второй вывод - к первому выводу четвертого резистора, второй вывод четвертого резистора подключен к первому выводу пятого резистора и к инвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы пятого и шестого резисторов подключены к выходу операционного усилителя, второй вывод седьмого резистора является входом устройства, первый вывод шестого резистора подключен к первому выводу седьмого резистора, причем дополнительно введен восьмой резистор, который включен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод первого резистора подключен к общей шине, второй вывод первого конденсатора подключен к первым выводам шестого и седьмого резисторов, второй вывод второго резистора подключен к первым выводам первого резистора и первого конденсатора, второй вывод второго конденсатора подключен к второму выводу третьего резистора и первому выводу четвертого резистора
Возможность достижения технического результата обусловлена следующими выводами: благодаря введению восьмого резистора с соответствующими связями появилась возможность осуществления неитерационной настройки частоты и затухания полюса путем только увеличения сопротивлений третьего, четвертого, пятого и восьмого резисторов, что особенно важно при гибридно-пленочном исполнении, где подгонка сопротивлений резисторов осуществляется только в сторону их увеличения. В устройстве- прототипе настройка затухания полюса осуществляется с помощью подгонки сопротивления пятого резистора в случае "проскакивания" нужного номинала, необходимо было подогнать четвертый резистор, а затем осуществить снова настройку частоты полюса, а затем снова затухание полюса с помощью сопротивления пятого резистора. В предлагаемом устройстве для указанного выше случая достаточно изменить (подогнать) сопротивление восьмого резистора, что не влияет на настройку частоты полюса.
Доказательство наличия причинно-следственой связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом приведено при рассмотрении работы полосового ARC-фильтра.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого полосового ARC-фильтра, на фиг. 2 - семейство амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик.
Полосовой ARC-фильтр (фиг. 1) содержит операционный усилитель 1, первый резистор 2, первый конденсатор 3, второй резистор 4, второй конденсатор 5, третий 6, четвертый 7, пятый 8, шестой 9, седьмой 10 и восьмой 11 резисторы, причем выход операционного усилителя 1 подключен через последовательно соединенные первый резистор 2, первый конденсатор 3 и шестой резистор 9 к общей шине, первый вывод первого резистора 2 подключен к первому выводу первого конденсатора 3 и к второму выводу второго резистора 4, первый вывод второго резистора 4 подключен к первому выводу второго конденсатора 5 и к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, первый вывод третьего резистора 6 подключен к общей шине, а его второй вывод - к первому выводу четвертого резистора 7 и к второму выводу второго конденсатора 5, второй вывод четвертого резистора 7 подключен к первому выводу пятого резистора 8 и к инвертирующему входу операционного усилителя 1, вторые выводы пятого 8 и шестого 9 резисторов подключены к выходу операционного усилителя 1, второй вывод седьмого резистора 10 является входом устройства, первый вывод шестого резистора 9 подключен к первому выводу седьмого резистора 10 и к второму выводу первого конденсатора 3, второй вывод первого резистора 2 подключен к общей шине, восьмой резистор 11 подключен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя 1.
Работает полосовой ARC-фильтр следующим образом.
Входной гармонический сигнал подается на вход устройства, проходит через него и поступает на выход полосового ARC-фильтра.
В результате полосовым ARC-фильтром реализуется передаточная функция с повышением частоты полюса:

где M - масштабный коэффициент передачи,
dp, ωp - затухание и частота полюса,
р - оператор Лапласа.
Параметры передаточной функции (1) определяются по формулам



В формулах (2) - (4) приняты следующие обозначения:
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 - сопротивления первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 8, восьмого 11, седьмого 10 и шестого 9 резисторов;
C1, C2 - емкости первого 3 и второго 5 конденсаторов;
τ1 = R1C1, τ2 = R2C2 - постоянные времени частотозадающей цепи.
Из анализа приведенных формул, определяющих частоту и затухание полюса, следует, что частота полюса является функцией, зависящей от отношения сопротивлений третьего 6 и четвертого 7 резисторов и не зависящей от сопротивлений пятого 8 и восьмого 11 резисторов. В свою очередь, затухание полюса зависит от отношения пятого 8 и восьмого 11 резисторов. Благодаря этому в предлагаемом активном RC-фильтре нижних частот возможна независимая неинерционная настройка частоты полюса ωp, а затем затухания полюса dр, причем только за счет увеличения сопротивлений резисторов R3 и R4, R5 и R6 соответственно, что особенно важно для микроэлектронного гибридно-пленочного исполнения, где подгонка резисторов осуществляется только путем увеличения их номинала.
На фиг. 2 приведены графики, иллюстрирующие изменение формы АЧХ ФЧХ при изменении сопротивления восьмого резистора 11. Как видно из этих графиков, фазовый сдвиг на частоте полюса оставался неизменным, что подтверждает сделанные выводы (т.е. ωp = const).
Таким образом, благодаря введению восьмого резистора в полосовом ARC- фильтре с повышением частоты полюса, достигнуто упрощение настройки.
Формула изобретения: Полосовой ARC-фильтр с повышением частоты полюса, содержащий операционный усилитель, два конденсатора и семь резисторов, причем первый вывод первого резистора подключен к первому выводу первого конденсатора, а первый вывод второго резистора - к первому выводу второго конденсатора и к неинвертирующему входу операционного усилителя, первый вывод третьего резистора подключен к общей шине, а его второй вывод - к первому выводу четвертого резистора, второй вывод четвертого резистора подключен к первому выводу пятого резистора и инвертирующему входу операционного усилителя, вторые выводы пятого и шестого резисторов подключены к выходу операционного усилителя, второй вывод седьмого резистора является входом устройства, первый вывод шестого резистора подключен к первому выводу седьмого резистора, отличающийся тем, что дополнительно введен восьмой резистор, который включен между общей шиной и инвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод первого резистора подключен к общей шине, второй вывод первого конденсатора подключен к первым выводам шестого и седьмого резисторов, второй вывод второго резистора подключен к первым выводам первого резистора и первого конденсатора, второй вывод второго конденсатора подключен к второму выводу третьего резистора и первому выводу четвертого резистора.