Фільтр низьких частот на с-негатроні

Реферат: UA 109858 U UA 109858 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана у високочастотній техніці. Відомий фільтр низьких частот, який містить послідовно з'єднані опір та ємність [Справочник радиолюбителя / [Р.М. Терещук, Р.М. Домбругов, Н.Д. Босый и др.]. - К: Техніка, 1970. - Ч.1. с. 204]. Недоліком такого пристрою є значні фазові спотворення сигналу на частоті зрізу, що призводять до неякісного вихідного сигналу. Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, є смугопропускний фільтр низьких частот, який містить резистор, під'єднану до нього ємність, інший вивід якої сполучений із загальною шиною, до яких підключений другий резистор, що з'єднаний із другою ємністю, а її протилежний вивід з'єднаний із загальною шиною [Ломоносов В.Ю. Электротехника / В.Ю. Ломоносов, К.М. Поливанов., О.П. Михайлов. - Москва: Энергоатомиздат, 1990. - 233 с., рис. 9.8]. Недоліком даного пристрою є значні фазові спотворення сигналу, що звужує сферу застосування такої схеми. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки фільтра низьких частот на Снегатроні, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається відсутність фазових спотворень сигналу в смузі пропускання, що розширює сферу застосування пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в фільтр низьких частот на С-негатроні, який містить першу клему, резистор та з'єднану з ним ємність, другий вивід якої сполучений із загальною шиною, до яких підключений другий резистор, що з'єднаний із другою ємністю та другою клемою, введено третій і четвертий резистори та операційний підсилювач (ОП), причому неінвертуючий вхід ОП з'єднано з другим резистором та другою ємністю, яка в свою чергу сполучена з виходом ОП та третім резистором, інвертуючий вхід операційного підсилювача через четвертий резистор з'єднано з загальною шиною та через третій резистор з виходом ОП. На фіг. 1 наведено схему фільтра низьких частот на С-негатроні, на фіг. 2 наведено амплітудно-частотну характеристику (АЧХ) пристрою, на фіг. 3 наведено фазо-частотну характеристику (ФЧХ) пристрою. Пристрій містить перший резистор 2, перший вивід якої з'єднано з першою вхідною клемою 1, а другий вивід з'єднано з першою ємністю 5, другий вивід якої з'єднано з загальною шиною 7, другий резистор 3, перший вивід якого з'єднаний з першим виводом першої ємності 5 та з другим виводом першого резистора 2, другий вивід якого з'єднаний з вихідною клемою 4 і з неінвертуючим входом ОП 8 та через другу ємність 6 з виходом ОП 8, вихід ОП 8 через третій резистор 9 з'єднано з інвертуючим входом ОП 8 та через четвертий резистор 10 інвертуючий вхід ОП 8 з'єднано з загальною шиною. Пристрій працює наступним чином. Сигнал підводиться до вхідної клеми 1, після чого перша RC-ланка, що складається з першого резистора 2 та першої ємності 5, подавлює усі частоти вхідного сигналу вище частоти зрізу, пропускаючи їх на загальну шину 7 і незмінно пропускає інші. Частота зрізу RC-фільтра визначається за формулою: f0  1 , 2RC де R - опір першого резистора 2; C - ємність першого конденсатора 5. Для збільшення фільтруючої дії сигнал потрапляє на другу RC-ланку, в якій містяться другий резистор 3 та С-негатрон на узагальненому перетворювачі імітансу (УПІ), що в свою чергу складається з ОП 8, третього і четвертого резисторів 9 та 10 відповідно, які задають коефіцієнт підсилення ОП 8, другої ємності 6, який підключається до резистора 3. ОП 8 перетворює значення ємності 6 у від'ємну ємність на вході ОП 8. Остаточно відфільтрований сигнал знімається з вихідної клеми 4. Як видно з наведеної АЧХ (фіг. 2) після введення С-негатрона крутизна зрізу фільтра низьких частот зросла, це означає, що було досягнуто кращого затухання сигналу, що знаходиться вище частоти зрізу. Але як видно з наведеної ФЧХ (фіг. 3) основною перевагою цього пристрою є дуже малі фазові спотворення, на відміну від схеми прототипу, а це означає, що фаза сигналу буде лишатися максимально наближеною до фази вхідного сигналу. Також при використанні С-негатрона відбувається підсилення сигналу, внаслідок наявного від'ємного активного опору С-негатрона. 1 UA 109858 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Фільтр низьких частот на С-негатроні, який містить першу клему, резистор та з'єднану з ним ємність, інший вивід якої сполучений із загальною шиною, до яких підключений другий резистор, що з'єднаний із другою ємністю та другою клемою, який відрізняється тим, що у нього введено третій і четвертий резистори та операційний підсилювач, причому неінвертуючий вхід операційного підсилювача з'єднано з другим резистором та другою ємністю, яка в свою чергу сполучена з виходом операційного підсилювача та третім резистором, інвертуючий вхід операційного підсилювача через четвертий резистор з'єднано з загальною шиною та через третій резистор з виходом операційного підсилювача. 2 UA 109858 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3