Ланка активного фільтру другого порядку на перемикуваних конденсаторах

Ланка активного фільтра другого порядку на перемикуваних конденсаторах, що має два операційних підсилювачі з колом ємнісного негативного зворотного зв'язку, нешвертовані входи яких підімкнені до загальної шини, вихід другого операційного підсилювача підімкнений до інвертованого входу першого операційного підсилювача через паралельне з'єднання конденсатора й імітатора резистора, вхід ланки активного фільтра підімкнений до інвертованого входу першого операційного підсилювача через імітатор резистора і до інвертованого входу другого операційного підсилювача через конденсатор, вихід ланки збігається з виходом другого операційного підсилювача, яка відрізняється тим, що вихід першого операційного підсилювача підімкнений до інвертованого входу третього операційного підсилювача з колом негативного зворотного зв'язку, що складає паралельне з'єднання конденсатора й імітатора резистора, нешвертований вхід якого підімкнений до загальної шини через паралельне з'єднання конденсатора й імітатора резистора, а вихід третього операційного підсилювача підімкнений через імітатор резистора до інвертованого входу другого операційного підсилювача Винахід відноситься до радіоелектроніки і радіотехніки для використання у частотновибіркових пристроях Відома ланка активного фільтра другого порядку на перемикуваних конденсаторах, утримує два операційних підсилювачі з колом ємнісного негативного зворотного зв'язку, нешвертовані входи яких підімкнені до загальної шини, вихід другого операційного підсилювача підімкнений до входу першого операційного підсилювача через паралельне з'єднання конденсатора й імітатора резистора, вхід ланки активного фільтра підімкнений до інвертованою входу першого операційного підсилювача через імітатор резистора, а до інвертованого входу другого операційного підсилювача через конденсатор, вихід ланки активного фільтра збігається з виходом другого операційного підсилювача (див Гауси М , Лакер К Активные фильтры с переключаемыми конденсаторами - М Радио и связь, 1986, с 139) строювання ланки утруднений Маючи на меті усунути наведені вище недоліки вихід першого операційного підсилювача підімкнений до інвертованого входу третього підсилювача, неівертований вхід якого підімкнений до загальної шини, з колом негативного зворотного зв'язку, що складає паралельне з'єднання конденсатора й імітатора резистора, через паралельне з'єднання конденсатора й імітатора резистора, а вихід третього операційного підсилювача підімкнений через імітатор резистора до інвертованого входу другого операційного підсилювача В основу винаходу поставлено задачу у ланці активного фільтра другого порядку на перемикуваних конденсаторах шляхом підключення інвертора на імітаторах резистора й імітатора резистора забезпечити підвищення добротності нуля передавальної функції до нескінченності без настроювання, підвищення стабільності АЧХ ланки фільтра і поліпшення процесу настроювання ланки фільтра До опису надані три рисунки На фіг 1 зображена запропонована ланка активного фільтру другого порядку на перемикуваних конденсаторах, на фіг 2 - еквівалентна схема в р-області прототипу ланки активного фільтру другого порядку на пере Однак відома ланка активного фільтра другого порядку завдяки тому, що в ній застосован інвертований елемент на перемикуваном конденсаторі, має такі недоліки схема відноситься до умовно-стабільного класу, добротність нуля не може дорівнювати нескінченності, процес на ю о 0 0 ю З 58025 микуваних конденсаторах, на фіг 3 - еквівалентна coz - частота нуля передавальної функції, Qp - досхема в р-області запропонованої ланки активного бротність полюса передатної функції, Qz - добротфільтру другого порядку на перемикуваних конність нуля передавальної функції денсаторах Фіг2 та 3 потрібні для підтвердження Виконаємо аналіз даної схеми активної ланки можливості одержання технічного результату за виведеною передавальною функцією 3 цієї Розглянемо ВІДОМОСТІ, які підтверджують здійфункції видно, що схема відноситься до умовноснення винаходу На фіг 1 цифрами 1,2,3 познастабільного класу, тому що в знаменнику коефіцічені імітатори резистора на перемикуваних конєнт при р складається з різниці компонентів денсаторах, які обведені пунктирними ЛІНІЯМИ, АЕ С(А/2) цифрами 4,5,6,7, - конденсатори, блок інвертора X(BD - Е(А / 2)) x(BD - Е(А / 2))' на імітаторах резистора, якій виділено пунктирною линиєю, позначен цифрою 8, цифрами 9,10,11, при цьому добротність полюса передавальної позначені операційні підсилювачі Буквами функції буде складати A,B,C,D,E,G,I,X1,X2,Y1,Y2 позначені ємності усіх _УАС(ВР-Е(А/2)) конденсаторів р АЕ-С(А/2) Досліджуємо схему прототипу за допомогою З цього виразу видно, що за допомогою різниці методу аналізу схем (див в Иваницкий А М , Косв знаменнику можна домогтися збільшення добротылев В П Метод аналізу и синтезу схем на основі тності полюса, але чутливість добротності полюса аналогового прототипу // Праці УНД1РТ -2002до зміни елементів зростає, що знижує стабіль№2) Для цього необхідно схему прототипу переність АЧХ схеми ланки другого порядку У розглятворити в р-область з ВІДПОВІДНИМИ еквівалентами дуваній ланці так само не можна реалізувати добелементів схеми Ця схема показана на фіг 2 Тут ротність нуля передавальної функції, яка дорівнює конденсатор з ємністю А/2 и резистор з опором нескінченності, тому що І/А відображає інвертований елемент на перемикуваном конденсаторі Отриману схему в р-області можна проаналізувати будь-яким відомим методом, наприклад, методом вузлових напруг Запишемо наступну матрицю провідностей у загальноКрім того неможливо здійснити незалежне наму виді, не враховуючи увімкнених у схему строювання основних параметрів ланки другого операційних підсилювачів ОП1 і ОП2 порядку, тому що коефіцієнти передавальної функції містять складну залежність елементів схеми, з що унеможливлює виконання незалежного на-G/ + рЕ + рЕ строювання коефіцієнтів передавальної функції -РЕ ланки фільтра другого порядку ( АРЕ) -рЕА/-РА/2 Далі виконуємо аналіз запропонованої схеми (фиг 1) Для цього вище зазначеним методом заpA/2 pB- —+ pA/2 Упишемо передавальну функцію запропонованої де х - період дискретизації, р - комплексна частоланки другого порядку в р-області (фіг 3) та Запишемо з отриманої матриці шукану матри2 , AG Р цю провідностей з урахуванням операційних підсилювачів, викреслюючи другий і четвертий АС АЕ рядки, так само третій і п'ятий стовпці У резульР+ kBDx таті одержимо матрицю параметрів схеми фіг 2 XI де к = — - коефіцієнт підсилення інвертора, 4 що на фіг 1 обведений пунктирною ЛІНІЄЮ, ПІД час О РІ Х2 Y2 виконання додаткової умови — = — -pD /X г Х1 Y1 / '-рА/2 -рі -pB З отриманої передавальної функції можна х зробити наступний висновок схема відноситься до За допомогою цієї матриці можна одержати абсолютно-стабільного класу, тому що добпередавальну функцію, на основі якої виконується аналіз схеми прототипу ротність полюса передатної функції виражається AG A G формулою —т Ют /kABCD Н(Р)=-2IDx \ С 2 T(BD - Е(А/2)) T(BD -E(A/2))J (BD- E ( A / 2 ) ) I 2 або Н(Р) = Н 0 Qr де Но - постійний множник передавальної функції, coD - частота полюса передавальної функції, добротність нуля передавальної функції дорівнює нескінченності, тому що коефіцієнт при ЗМІННІЙ р у чисельнику Н(р) дорівнює нулю, за допомогою елементів G, С, Е, можна здійснювати незалежне настроювання коефіцієнтів передавальної функції запропонованої ланки, тому що ці елементи входять тільки один раз у кожен коефіцієнт передавальної функції Звідси випливає, що запропонована схема має такі переваги підвищену стабільність АЧХ пере 5 58025 6 давальної функції, нескінченно велику добротність функції ланки Завдяки таким перевагам спронуля передавальної функції, можливість здійснити щується технологічний процес виготовлення схем незалежне настроювання коефіцієнтів передатної за МОП-технолопєю Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна