Широкополосний активний режекторний фільтр

Широкополосний активний режекторний фільтр Винахід вщноапъся до галузі радіотехніки та автоматики, зокрема до автоматичних систем управління. ; Відомо, що існує широкополосний активний режекторний фільтр (Мошиц Г., Хорн П„ Проектирование активных фильтров: Пер. с англ.-М:, Мир. 1984, стр. 40. рис. 4.1), \ що є підсилюючим пристроєм на операційному І і і пщсилювачі з інверсним входом, а вхідний ланцюг операційного гадсилквача є І частотнозалежним ланцюгом і підключено його між входом підсилюючого І пристрою та інверсним входом операційного підсилювача Частотнозалежним І } і ланцюгом є RC-ланцюг. І Проте, такий широкополосний активний режекторний фільтр має недоліки, змістом яких є підвищені вимоги до точності вибирання та стабільності параметрів комплектуючих елементів, складність збирання та наташтувашія. значні відхилення від постійноїчз рівня коефіцієнта передачі в області режекції. неможливість використання на частотах ->100 кГц (Мошиц Г., Хорн П Проектирование аютпзных фильтров- Пер. с англ -М/ Мир, 1984, стр. 6; Хоровиц П, Хилл У. Искусство схемотехники 2х т, т. 2. Пф. с англ -М:, \Ьц\ 19S4, стр. 415). В основу цього винаходу положена мега побудови шіірокополосного активного режекторного фшьтру, егіеістізіріна схема якого мала б такі елементи та зв'язки між ними, яю забезпечили 6 можливість використання цього винаходу на частотах > 100 кГц, дозволили б зменшити вимоги до точності вибранім та до стабільності параметрів комплектуючих елементів, зменшили б складність збирання та налаштування, дозволили б вирівнять коефіцієнт передачі в області режекщї Це забезпечується тим, що в широкополосному активному режекторному фільтрі в якості вхідного ланцюга, який підключений до інверсного входу onq^amfffloro підсилювача використовується LRC ланцюг, ідо являє собою паралельне підключення один до одного паралельного та ланцюгового і резонансного контлрів, налаштованих на одну і ту ж резонансну частоту, при ньому в ланцюговому контурі послідовно з індуктивністю включено резистор, що є елементом який регулює глибину зв'язку між контурами. Івдуктивність ланцюгового контура дорівнює індуктітності паралельного контура Ємність ланцюгового контура дорівнює ємності паралельного контура На відзнаку від прототипу, в якому в якості частотнозалежного ланцюга використаний RC - ланцюг, в пристрої, що заявляється, в якості частотнозалежного ланцюга використано LRC - ланцюг. LRC - ланцюг в даному ві спадку дає переваги nq^ea RC - ланцюгом. Ц nqxBani в літературі проаналізовано в загальному плані таким чином. Активні фільтри (з використанням RC - частотнозалежного ланцюга) дуже \-місно віікористов\вати на ШПЬКТЇХ частотах, але на радіочастотах вони не застосовуються л о гііі пріп-аші. що для їх реалізації необхідні високі швидкості наростання операційних підсилювачів та идцзокі полоси з пропускання На частотах порядаа 100 кГц та вище (а часто на більш низьких) краще всього використовувати фільтри: що складаються з індуктивностей та конденсаторів При більш детальному розгляді переваги ^обумовлюються такими чинниками no-nq:>iH.e., в LRC - ланцюгу, що пропонується, паралельний та ланцюговіш контори налаштовані на одну і ту ж резонансну частоту. Завдяки цьому індуктивності та ємності в ланцюговому та паралельному контурах відповідно дорівнюють одна одній Це полегшу збирання та налаштування пристрою ; По-друге, еквівалентний опір LRC-ланцюга, що пропонується, в області частот навкруги резонансної практично незміний та близький до чисто активного. Це забезпечує; практично, стабільність коефіцієнта передачі в і області режекіщ. і По-третє, в LRC-ланцюгу. що пропонується, паралельний резонансний контур зашлнтовано малодобротшім ланцюговим резонансним контуром (внаслідок присутності в ньому резистора що регулює глибину звчязку між контурами) Тому стабільність параметрів комплектуючих елементів та точність їх відби]хіння не має суттєвого значення Ц результати свідчать про ciLTibH>' залежність характеристик таких активних фильтров від стабільності параметрів комплектуючих еткменпв та від точності LX відбіграння № фіг 1 пиказано ішгрокополосшш акпшний рсжекторпші сінльт]: йн складається з частотно залежного вхідного ланцюіа L тдкли^ченого до інверсного входу операраіяйного підсилювача Z самого операційного гадсіглювача 2 та резистора зворотного зв"яжу 3. який з'єднує вихід операщйного підсилювача з ного інверсним входом Складові елементи L % З зібрані в схему підсилюючого пристрою на операційному підсилювачі з інверсним входом Водні ш ланцюг,.що підключено до інверсного входу операційного підсилювача являє собою частотнозалежний ланцюг. Складається з паралельно підключених один до одного паралельного 4 та ланідогового 5 контурів, налаштованих на одну і ту ж резонансну частоту. В ланцюговому контурі послідовно з індуктивністю L (6) та ємністю С (7) включено резистор Ro (8) для регулювання глибини зв'язку між контурами. Індуктивність ланцюгового контура L (6) дорівнює індуктивності паралельного контура L (9). Ємність ланцюгового контура С (8) дорівнює ємності паралельного контура С (10). \ Пристрій працює так. Коефіцієнт передачі гйдсилюючого пристрою де R-H- резистор зворотного зв'язку. Z^KE - еквівалентній огар частотнозалеяоюго ланцюга Гїгпр резистора R, . що включений в ланцюговоліу контурі, визначає вигляд залежності Ztra від частоти При слабком\' ЗВ'ЯЗКА- МІЖ контурами (опір Ro великий) Zws подібний до опору поодинокого резонансного контура При аїльному зв'язку між контурами (опір Ro малий) Z^ має "^эухгорбий " характф (як і повинно бути в зв'язаних резонансних системах) При оітімальному зв'язку між котлрями (Ro =Ro out) в характеристиці . тобто в залежності Z^№ від частоти, проявляється "тюличка" навкр}Тії резонансної частоти. Відомо, що резонансний опір паралельного та ланцюгового контурів £,№ ,ез та 7лани рм дорівнюють рез рез де: р-о - характеристичний omp контура, 7і - активний опір індушвності. Резонансний опір ланцюгового контура що використовується в даному випадку; ^анц De3 = rL + R-, 3 \рах\ванням того, що завжди R-, >^rL э можно сказати, що Z,ra гк Rn Резонансний опір паралельного контура Z^?^ j ZnaKUr^ - Цг означає що в іасті резонансної частотії великий опір 7*,лс шунтується малим 2^5ПЦ. на того, в даному вшталку Z^«re резонансній частоті, та на вколо неї. опір частотнозалежного LRC-лшщюга що вико]лтстовується залпсть часто шозалежного RC-ланцюга. І І За рахунок цього в характеристтщі Z^ =(f(jjпроявляється "поличка" навкруги резонансної частота 3 урахуванням вище приведених фактів в області резонансної чястоти г\и ~ Лзь /До А це означає, що при R :, ^R^ в області резонансної частоти частотна характерптика пристрою, що разгядається, набуває вигляду характеристики режекторного фільтр)' Для пфевірки вище викладених міркз'вань функція бчспа протабульована на ПЕОМ Цюграму написано на мові Q. Рез\'льтати машинного аналізу* приведем на фіг. Z, де видно, що харак^жстика л-и -має вигляд характеристики режекторного фільтру. Таким чином, завдяч}іочі£ стабільності та якості характеристик, простоті збіграния; простоті наташт^-вання та внаслідок цього, надійності експлуатації, прнстріїі що заявляється, доцільно використовувати в якості широкополосних активних режекторшгх фільтрів в пріц^іапьно-пфедавальних мережак систем передачі інформації на частотах 100 кГц та вищих. klup акопол ос и и а pete ктор ни Я т ілЬтр / АЬпіср І f • П її -non flip jf