Широкополосний активний полосовий фільтр

Широкополосний активний полосовий фільтр, що містить операційний підсилювач з інверсним входом і частотнозалежним ланцюгом зворотного зв’язку і в якості частотнозалежного ланцюга використано паралельно підключені один до одного паралельний та ланцюговий резонансні контури 38172 підсилювача . В пристро ї, що заявляється , RLCчасто тозалежний елемент підключено так, як і в про то типі , а др уги й такий самий RLCчасто тозалежний елемен т підключен о між прямим вхо дом операційно го підси люва ча та за гальним проводом. Таким чин ом, і в про то типі , і в при стр ої за вина хо дом для о держання широко ї см уги прохо дження використо вуються зв'язані резонансні системи. В прото типі реа лізо вано га льван ічний зв'язок дво х з воро тни х двопо люсн иків - паралельного та ланцюгового р езонансни х контурі в. Елемен том, що ре гулює гли бин у з в'язк у, є резистор , що включен ий в ланцюго вом у кон турі послідо вно з ін дук тивн істю та ємністю. Інакше кажучи , в про то типі ре алізо вано з устрі чнопаралельне підключення резонаторів. Або паралельно-про ти фазне підключення , що по суті одне й теж. В при строї за вина хо дом реалізовано з устрі чно-пара лельне , а бо пара лельнопроти фазне (що одне і те ж) підключення о днакови х скла дни х резонан сни х си стем які є паралельно-про ти фазн им підключенням резона торів. Зв'язок складни х резонан сни х си стем реаліз ується з допомого ю операційно го підси люва ча з використанням ін версно го та прямого вхо ді в. Елемен том , що ре гулює глибин у з в'язку складни х резонансни х си стем є рези стор, включений між входом підсилюючого пр истрою та прямим входом операці йного пі дси лювача. На фі гурі показано широкополо сний активний полосо вий філь тр з регулюванням см уги проходження. Він ск лада ється з операційн ого підсилювача 1 , LRC -ча сто тозалежно го елемента 2, що включений між ви хо дом операційн ого підсилювача та йо го ін версн им входом , LRCчасто тозалежного е лемента 3 повністю і ден тично го елемен ту 2 , пі дключено елемен т 3 між прямим входом операційно го пі дсилювача та загальним прово дом, вхідно го рези стора Rвх1 4, який включено між вхо дом підсилюючого пристр ою та інве рсним входом операційн ого підсилювача , вхідно го рези стора Rвх2 5 , який включено між входом підсилюючо го пристрою та прямим входом операційн ого пі дси люва ча. LRC-ча сто тозалежний елемен т 2 склада ються з паралельно го резонансного контур у 6 та ланцюгово го резонансного кон тур у 7 . Резонансні контури 6 і 7 підключені паралельно один до одного . В ланцюговом у резонан сном у кон турі послідо вно є ін дук ти вністю та ємністю включено резистор R o 8, при допомозі яко го можна регулюва ти гли бин у з в'язк у між контурами 6 і 7. Індук ти вні сть паралельного кон тур у 9 дорівн ює індуктивно сті ланцюгово го кон тур у 10 . Ємність паралельно го кон тур у 11 дорі внює ємності ланцюгово го кон тур у 12 . LRC-часто тоза лежний елемент 3 по вністю і ден тични й часто тозалежному е лементу 2 . То бто спо сіб з'єдна ння складови х такий самий , а зна чення сами х складо ви х дорі внюють одні о дном у. А саме , значен ня індуктивно стей 13 і 14 дорівн юють значенням індуктивно стей 9 і 10; зна чення ємно сті 15 і 16 дорівн юють зна ченням ємностей 11 і 12 ; значення резистора 17 дорі внює значенн ю резистора 8 . Працює при стрій так . Зв'язані резонансні системи , як відомо, за безпечують широк у см угу про хо дження. В пристро ї, що заявляється , викори стовується зв'язок через операційний підси лювач дво х і ден тични х LRC-часто тоза лежни х е лементі в, при чому, з в'язок є з устрі чно-пара лельним, або що те ж саме, паралельно-про ти фазним . Опер аційний підси люва ч викон ує операцію до даван ня дво х о днакови х за ча стотн ою за лежністю та проти фазни х си гналі в. Окрім то го , сигна л, що надходить на прямий вхі д операційно го підсилювача , про ходи ть чер ез нього на ви хі д дві чі. Перший раз - з прямого входу на ви хід, др угий раз -з ви ходу операційно го підсилюва ча чер ез LRC-ча сто тозалежний ланцюг на інвер сний вхід та через операційний підсилюва ч на ви хі д. Тобто , реак тивн ості LRC-елемен та, пі дключеного на прямому вході , через операційний підсилюва ч з в'язані з реак ти вностями LRCелемента , включено го в колі з воро тно го з в'язку. За ра хунок з в'язк у LRC -елемен ті в, як відомо, ві дбува ється розлаштування резонан сни х систем ві дносно резона нсно ї ча сто ти . См уга проходження збільшується . Елемен том, що регулює ве ли чин у з в'язк у між LRC-лан цюгами, є рези стор Rвх2 . Для пере вірки ви ще викладен и х мірк увань залежність кое фі цієн та пере да чі від часто ти була досліджена на ПЕОМ з допомого ю прикладної про грами Ele ctronics Wo rkbe nch . Результа ти до слі дження приведені в табл . 1 і табл. 2 . Ви сно вки по дослідження х такі: см уга проходження на рі вні 0,7 Δf 0,7 ре гулюється в широком у діапазоні ; см уга про ходження Δf 0,7 більша, ніж для елек тронно ї схеми, що є про тотипом; кое фіці єн т прямокутно сті, який визна чено як ві дно шення см уги про ходження на р івні 0,1 до см уги про хо дження на рівні 0,7 за ли шається незмінним при всі х ре гулювання х і таким самим, як і для е лектр онної схеми, що є про тотипом; е фекти вні сть регулювання см уги про ходження за рахунок зміни величини опор у резистор а Rвх2 зна чно бі льша , чим за ра хунок зміни вели чини опор у рези стора R вх1 Таким чином, за вдяки можливості збі льшення см уги про хо дження та можли вості її регулювання пристрій за вина ходом доцільно використо вува ти в якості ши рокополосни х акти вни х поло со ви х філь трі в з ре гулюванням смуги проходження в приймально-передавальни х мережах систем пере дачі ін формаці ї на часто та х більши х, н іж 100 кГц. 2 38172 Таблиця 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Rвх2, кОм 30 20 10 5 3 1 0,5 0,4 Zекв.пар.=Zекв.посл. Δf, кГц 300 300 320 341 361 444 637 690 Ku Ln(Rвx2) 3 2,9 2,7 2,5 2,2 1,2 0,54 0,3 3,4 3,0 2,3 1,61 1,1 0 -0,69 -0,92 Δf=φ 1(Rвх2 ); Ku=φ 2(R вх2) Zекв.прям.=Zекв.і нв Rвх1 =300; rL =30 ; R 0=1к Ом; ρ 0=700 , Lпосл =Lпар=0,5 мГн Спосл =Спар=1 н Ф Rвх1=const, Rвx2=var. Таблиця 2 1 Rвx1, кОм 490 f, кГц 650 2 150 634 3 100 625 4 50 610 5 25 600 Ku LnKu Ln(Rвх1) 0,014 -4,27 1,6 0,22 2,7 0,99 6,3 1,84 1,3 2,56 6,2 5,01 4,6 3,91 Δf=φ 1(Rвх2 ); Ku=φ 2(R вх2) Zекв.прям.=Zекв.і нв Rвх1 =500; R 0=1 к Ом; rL =30 ; ρ 0=700 , Lпосл =Lпар=0,5 мГн Спосл =Спар=1 н Ф 3,21 Вузька полоса Rвx2=const, Rвx1=var. 3 38172 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4