DE3329195A1 - Aktives kettenfilterglied mit umschaltbarer bandbreite und aktiver parallelschwingkreis hierfuer - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft aktive Kettenfilterglieder 4-ten Grades zur Bildung von Bandpässen oder Bandsperren mit einstellbarer bzw. umschaltbarer Bandbreite.

Bandpässe mit umschaltbarer Bandbreite finden, beispielsweise bei selektiven Empfängern und Frequenz-Analysatoren Anwendung. Bei bekannten Bandpaßschaltungen in passiver LC-Technik und aktiver RC-Technik und bei anderen Verfahren ist die Bandbreite in komplizierter Weise in den Größen der Bauelemente enthalten. Eine Umschaltung der Bandbreite ist deshalb schwierig. Insbesondere gilt dies für Filter hoher Selektion, die einen genauen Abgleich der Schaltelemente verlangen, der beim Umschaltvorgang nicht aufrechterhalten werden kann. Im allgemeinen wird daher auf eine Bandbrei tenumschaltung verzichtet und das Umschalten ganzer Filtereinheiten vorgezogen.

Aus Elektronik 14/16.7.82, Seiten 48 bis 50 ist ein aktives Selektivfilter mit programmierbarer Bandbreite bekannt. Es weist jedoch den Nachteil auf, daß seine eigentliche Selektivfilterstufe eine sich mit der Bandbreite ändernde Verstärkung besitzt, so daß eine zusammen mit der Selektivfilterstufe umschaltbare Kompensationsstufe hinzugeschaltet werden muß, die für eine von der Bandbreite unabhängige konstante Gesamtverstärkung sorgt.

Den Kettenfiltergliedern gemäß der Erfindung liegt eine in Figur 1 dargestellte Basisschaltung in Form eines (n+2)-Tores zugrunde. Die Basisschaltung besteht aus einer energiespeicherfreien aktiven Grundschaltung 1 mit einem Eingangstor x, einem Ausgangstor y und η weiteren Toren bis n. An den η weiteren Toren liegt jeweils einer von η gleichen Reaktanzwiderständen k-Z(p) - k-z(p)-R gegen Masse. Die Basisschaltung besitzt eine übertragungsfunktion in Form einer Schachtel funktion

U
H(P) =j£= H[k-Z(p)] (1)

Es ist P = JIl mit Λ = ■£- (2)

und Ζ(ρ) = Z(P)-R_n (3)

mit f = Normierungsfrequenz

_D = Normierungswiderstand ^Rn

Z(p) = Reaktanzwiderstand z(p) = Reaktanz-Zwei pol funktion.

Die Reaktanz-Zwei pol funktion z(p) ist für reelle Frequenzen rein imaginär. Da die Grundschaltung frei von Energiespeichern ist, bedeutet eine Änderung des reellen Faktors k lediglich eine Verzerrung des Frequenzmaßstabs für die Dämpfungsfunktion

a (IL) = -201g

[ k · Z (j

dB, (4)

ohne daß sich dabei die Charakteristik des Selektionsverhaltens (z.B. Tschebyscheff- oder Cauerverhalten) ändert, k kann als Variable also auch dazu verwendet werden, die Bandbreite eines Durchlaß- oder Sperrbereichs zu ändern. Die Reaktanz-Zwei pol funktion z(p) vermittelt ausschließlich eine Frequenztransformation, von der es abhängt, ob das resultierende Netzwerk beispielsweise einen Bandpaß oder eine Bandsperre darstellt. Ausgegangen wird im allgemeinen dabei von einer Tiefpaßschaltung, für welche Z(p) durch einen einfachen Kondensator gebildet wird. Die Dämpfungscharakteristik wird allein von der energiespeicherfreien Grundschaltung 1 bestimmt.

Eine in Figur 2 dargestellte Variante der eingangs genannten Basisschaltung besteht in einer Kettenschaltung einzelner Kettenfilterglieder vom zweiten oder vierten Grade, die die Form von Drei- oder Viertoren aufweisen. Jedes dieser Kettenfilterglieder besitzt eine

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aktive energiespeicherfreie Grundschaltung 2 bzw. 3 mit einem Eingangstor, einem Ausgangstor und einem oder zwei weiteren Toren. Die weiteren Tore sind wie bei der in Figur 1 dargestellten Basisschaltung jeweils mit einem gegen Massej liegenden Reaktanzwiderstand k'Z(p) belastet, und die Reaktanzwiderstände sind unter sich gleich. Diese Variante besitzt, wenn 'm Kettenglieder Grades und η Kettenglieder 4. Grades in Kette geschaltet sind, als Gesamtübertragungsfunktion eine Schachtel funktion

H_ges(P) = /TH₂[Z(PJj-T^ H₄ [Z(P)] (5)

Darin vermittelt die Reaktanz-Zwei pol funktion Z(p) wiederum eine Frequenztransformation, die insbesondere dann, wenn ρ ausschließlich in der Kombination ρ + — bzw. ■■ auftritt, zu frequenzsymmetri-

"p

schem Dämpfungsverhalten bei logarithmischem Frequenzmaßstab führt.

Beim Entwurf von Bandpässen und Bandsperren geht man regelmäßig von einer Tiefpaßbasisschaltung aus. In Figur 3 ist als elementare Ausgangsform für die Reaktanzzwei pole Z(p) ein einfacher Kondensator C angenommen. Es ist

^ . -l— - ±jr (6)

Z(P) - «_n Z(P) - J^ .

% ⁿ

Es sei ferner k = 1. Die übertragungsfunktion H_T (p) stelle die Spannungsübertragungsfunktion eines Tiefpasses dar.

COPY

-3-

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Die allgemeine Form der Teil-übertragungsfunktion eines TP-Kettengliedes 1. Grades ist

k_x
H_T(P) =

mit a = Real teil des Poles,

und die eines Kettengliedes 2. Grades ist

¹ pN-2ap+aN-tr

(8)

mit b = Imaginärteil des Poles

bzw., wenn ein Dämpfungspol bei endlicher Frequenz gewünscht ISt_-,

(p²+c²)

H₁-(P) = ¹

mit c = Nullstelle der dämpfungspolbehafteten Tiefpaßübertragungsfunktion.

Figur 4 zeigt eine mögliche Lage der Pole und Nullstellen von Hy(p) für den 1. und den 2. Grad.

Durch die Kettenschaltung mehrerer solcher Glieder kann jede beliebige Tiefpaß-Übertragungsfunktion realisiert werden. Auf die verschiedenen Möglichkeiten, die Nullstellen und Pole der Gesamtübertragungsfunktion für die Bildung der Teil-Übertragungsfunktionen zu kombinieren, sei hier nur ebenso verwiesen wie auf die Freiheitsgrade die darin bestehen, den konstanten Faktor der Gesamt-übertragungsfunktion unterschiedlich bezüglich der einzelnen Kettenglieder zu faktorisieren und die Reihenfolge der Kettenglieder zu wählen. Eine Optimierung dieser Freiheitsgrade kann bezüglich des Linearitätsverhaltens der Gesamtanordnung erfolgen, wobei eine frühzeitige Übersteuerung·in einem der Kettenglieder vermieden werden soll. Sie kann aber auch bezüglich des Eigenrauschens der Schaltung

durchgeführt werden.

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Die Ermittlung der Lage der Nullstellen und der Pole in der komplexen p-Ebene ist Gegenstand einer Approximationsaufgabe bei vorgegebenem Dämpfungsverlauf. Für Standardtiefpässe (Potenzfilter, Tschebyscheff-Filter, Caur-Filter) können diese Nullstellen und Pole der Literatur entnommen werden, ebenso der konstante Faktor.

Figur 5 zeigt ein aktives Kettenfilterglied mit einem Reaktanzzwei pol Z_. Es stellt eine Tiefpaßbasisschaltung ersten Grades dar, wenn Z. von einer einfachen Kapazität gebildet wird, oder eine Bandpaßschaltung zweiten Grades, wenn 1 aus der Parallelschaltung einer Kapazität und einer Induktivität besteht. Der Reaktanzzwei pol Z bildet zusammen mit einem

Widerstand 50 der Größe _! ein Abzweigfilter, dessen Ausgang am nichtig

invertierenden Eingang eines Spannungsfolgers V2¹ und dessen Eingang am Ausgang eines Umkehrverstärkers Vl¹ liegen. Der invertierende Eingang des Umkehrverstärkers Vl' ist über einen Widerstand 51 der Größe |--Rp mit der Eingangsklemme 53 des Kettenfiltergliedes verbunden.

Von den Tiefpaß-Basisschaltungen ersten und zweiten Grades kann in bekannter Weise durch die Frequenztransformationen

P —>j · (P + h bzw.

zu beliebigen frequenzsymmetrischen Bandpässen bzw. Bandsperren zweiten oder vierten Grades übergegangen werden.

Zur Bildung negativer Impedanzen R„ = - Δ T aus positiven Impedanzen Z

ο — —

sind sog. NIC oder Negativ-Impedanzen-Konverter bekannt. Ein solcher ist im Blockschaltbild der Figur 6 dargestellt. Ein NIC ist ein Vierpol, der gemäß Figur 7 nur einen Längszweig aus einem Operationsverstärker V6 und zwei Widerständen Rg, R₇ enthält, wobei die Eingangsseite mit dem invertierenden Eingang von V6 und dem einen Anschluß von R_fi, die Ausgangsseite mit dem nichtinvertierenden Eingang von V6 und dem einen Anschluß von R₇ und der Ausgang von V6 mit den beiden anderen Anschlüssen

^ d ^R7

₇ gg

r und R₇ verbunden sind. Dabei ergibt sich der Faktor Δ = —^ und R ^R7

damit R = - -S. . ζ _° R₇ -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in Figur 2 dargestellten Kettenfilterglieder 3 vierten Grades mit zwei weiteren Toren, die jeweils mit einem gegen Masse liegenden Reaktanzwiderstand abgeschlossen sind, so als Bandpässe auszubilden, daß sie eine von der jeweils eingestellten Bandbreite unabhängige Dämpfungscharakteristik und eine in Bandmitte konstante Verstärkung aufweisen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln. Auf diese Weise ergeben sich mehrere Vorteile. Die Umschaltung der Bandbreite kann ausschließlich mittels Widerständen erfolgen. Die Anzahl dieser Widerstände entspricht bei Bandpässen und Bandsperren dem halben Grad des Filtergliedes. Zudem besitzen diese Widerstände alle denselben Leitwert, der direkt proportional der gewünschten Bandbreite ist. Ferner hat die Größe dieser Leitwerte keinen Einfluß auf die Bandmittenfrequenz und die Grunddämpfung sowie auf die Symmetrie des Dämpfungsverlaufs.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur (ealisierung von Bandpässen und Bandsperren, aber auch von Filtern mit mehreren Durchlaß- bzw. Sperrbereichen. Sie ist besonders geeignet für frequenzsymmetrische Bandpässe geringer Bandbreiten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 2. Auf diese Weise können in Bezug auf die Bandmittenfrequenz f Dämpfungspole bei SX= c = γ- erzeugt werden.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich mit den Mitteln der Ansprüche 3 bzw. 4. Auf diese Weise kann der schädliche Einfluß einer endlichen Bandbreite der verwendeten Operationsverstärker kompensiert werden.

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Eine selbständigen Erfindungscharakter aufweisende Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 7. Auf diese Weise ergibt sich ein aktiver Parallelschwingkreis, dessen Kennwiderstand |Z| durch Ändern eines Widerstandes einstellbar ist.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des einen selbständigen Erfindungscharakter aufweisenden Gegenstandes des Anspruchs 7 ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 8. Auf diese Weise ergibt sich in besonders einfacher Weise ein negativer Parallelschwingkreis, bei dem sich die Einflüsse der endlichen Transitfrequenz der dabei verwendeten gleichartigen Verstärker gegenseitig weitgehend kompensieren.

Eine Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruchs 8 ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 9. Auf diese Weise kann die Resonanzfrequenz des negativen ParalIeISchwingkreises und damit des Bandfilters durch einfaches Einstellen eines Potentiometers eingestellt bzw. abgeglichen werden.

Eine andere Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruchs 8 ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 10. Auf diese Weise kann der negative Verlustwiderstand des negativen Schwingkreises kompensiert werden, der durch die Verluste zweierr dabei verwendeter Kondensatoren hervorgerufen wird.

Eine andere Weiterbildung des Gegenstandes des selbständigen Erfindungscharakters aufweisenden Anspruchs 7 ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 11. Auf diese Weise kann auch die schädliche Wirkung einer gegenüber der Bandmittenfrequenz nicht ausreichend hohen Transitfrequenz des Operationsverstärkers des NIC weitgehend beseitigt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von fünf Ausführungsbeispielen aktiver Kettenfilterglieder und einem Ausführungsbeispiel eines aktiven ParalIeISchwingkreises schematisch dargestellt. Hierbei

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels vom 4-ten Grad ohne Dämpfungspol

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels vom 4-ten Grad mit Dämpfungspol

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines in die Anordnungen gemäß Figur 7 oder Figur 8 einfügbaren Gliedes zur Kompensation der endlichen Bandbreite der Operationsverstärker

Fig. 11 ein Schaltbild eines aktiven Parallel Schwingkreises, der aus einem NIC und einem aktiven negativen Parallelschwingkreis besteht und der geeignet ist, als Reaktanzzwei pol 1 in die Anordnungen gemäß den Figuren 5, 8 und 9 eingesetzt zu werden.

Bei dem in Figur 8 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist unterhalb einer strichpunktiert dargestellten Trennlinie 80 die energiespeicherfreie aktive Grundschaltung eines ein Viertor bildenden Kettenfiltergliedes vierten Grades dargestellt, das keinen Dämpfungspol aufweist. Ein Umkehraddierer Vl ist über einen Widerstand 81 der Größe R2 mit seinem Ausgang, über einen Widerstand 82 der Größe — .R₉ mit einer Eingangsklemme 83,

k ^L
an der die Eingangsspannung Ue liegt, und über einen Widerstand 84 der J.

Größe -^j- · Ro mit einer Ausgangskiemme 85 des Kettenfiltergliedes verfaß

bunden. Zwischen dem Ausgang des Umkehraddierers Vl und der Ausgangsklemme 85 liegt die Kettenschaltung eines Widerstandes 86 der Größe -^,

R,^a

eines ersten Spannungsfolgers V2, eines Widerstandes 87 der Größe —

und eines zweiten Spannungsfolgers V3. Zwischen Masse und den Verbindungspunkten des Widerstandes 86 mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Spannungsfolgers V2 und zwischen Masse und dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Spannungsfolgers V3 liegt außerhalb der durch die Trennlinie markierten energiespeicherfreien Grundschaltung jeweils ein Reaktanz-Zweipo bzw. 89 der Größe Z. Die Widerstände 86 bzw. 87 bilden jeweils mit dem mit ihnen verbundenen Reaktanz-Zwei pol 88 bzw. 89 einen frequenzabhängigen Spannungsteiler (Abzweigfilter). Die Reaktanz-Zweipole enthalten zur Bildung eines Bandpasses vierten Grades jeweils eine Parallelschaltung zwei

ORIGINAL

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Reaktanzen (L,C) oder zur Bildung einer ßandsperre vierten Grades jeweils eine Reihenschaltung zweier Reaktanzen.

Die übertragungsfunktion des Kettenfiltergliedes vierten Grades erhält man im Falle eines Bandpasses bzw. einer Bandsperre durch Anwenden der Frequenztransformationen

ρ —s» 1 . (p + i.) bzw. ρ —»■ r

auf die zugrundeliegende Tiefpaßübertragungsfunktion zweiten Grades

H(P) = .
ρ +2ap+a +b

die sich ergibt, wenn die Reaktanz ~L_ von einem einfachen Kondensator gebildet wird.

Das in Figur 9 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weist eine übertragungsfunktion vierten Grades mit Dämpfungspolen auf. Es unterscheidet sich von der in Figur 8 dargestellten dämpfungspollosen Anordnung durch Hinzufügen eines zweiten Addierverstärkers V4, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand 90 der Größe R. mit Masse und über einen Widerstand 91 der Größe ^.(^ + %) mit dem Ausgang des ersten Spannungsfolgers V2 und dessen invertierender Eingang über einen Widerstand 92 der Größe Rr mit dem Eingang des ersten Abzweigfilters, über einen Widerstand

k
der Größe =r · R₁- mit dem Ausgang des zweiten Addierverstärkers V4 und über

\ ⁵ 2

einen Widerstand 94 der Größe —« j · Rr mit dem Ausgang des zweiten

a + c ^b

Spannungsfolgers V3 verbunden ist, und durch die andere Bemessung der

Größe -J=- des zwischen dem Eingang 83' des Kettenfiltergliedes und dem invertierenden Eingang des Umkehraddierers Vl liegenden Längswiderstandes 82'. Hierbei sind £ eine beliebige reelle Größe und c die Null stelle der zugrundegelegten dämpfungspolbehafteten Tiefpaß-Übertragungsfunktion

+ 2ap + a + b

-Ib-

Ein drittes bzw. ein viertes Ausführungsbeispiel ergeben sich jeweils, wenn man den in Figur 10 dargestellten Entzerrungsvierpol in der in Figur 8 dargestellten Anordnung zwischen den Ausgang 100 des ersten Umkehraddierers Vl und den Eingang 101 des ersten Abzweigfilters 86,88 bzw. in der in Figur 9 dargestellten Anordnung zwischen den Ausgang des ersten Umkehraddierers Vl und den Eingang 103 des ersten Abzweigfilters 86', 88' schaltet. Der Entzerrungsvierpol besteht aus einem Hochpaß mit einem Längskondensator 104 der Größe C und einem Querwiderstand 105 der Größe R-. Dem Hochpaß ist ein dritter Spannungsfolger V5 nachgeschaltet. C genügt im Falle der Einfügung des Entzerrungsgliedes in die Anordnung na.ch Figur 8 (ohne Dämpfungspol in der zugrundegelegten Tiefpaßüber ^gungsfunktion) der Gleichung

^Co =

2 7Cf_n,² (4 + ^) R₃
a

und im Falle der Einfügung in die Anordnung nach Figur 9 der Gleichung

^c° ⁼ —, T

²^V (♦⁺ V τ»

worin f die Bandfilter-Mittenfrequenz und f. die Transitfrequenz der für die Spannungsfolger V2 und V3 verwendeten Operationsverstärker sind

Der in Figur 11 dargestellte aktive Parallelschwingkreis eignet sich besonders zur Realisierung der in den Figuren 5, 8 und 9 enthaltenen Reaktanzzwei pole Z^. Im Falle der Figur 5 ergibt sich dadurch als fünftes Ausführungsbeispiel ein aktives Bandfilter-Kettenglied zweiten Grades, das mit den in den Figuren 8 und 9 dargestellten Filtergliedern in Kette geschaltet werden kann.

Der aktive Parallel schwingkreis besteht aus einem NIC, der entsprechend der in Figur 5 dargestellten Anordnung von einem Operationsverstärker V

einem Widerstand R' und einem einstellbaren Widerstand R' gebildet

ο /

ist, und einem aktiven negativen Schwingkreis -Z', der an eine Klemme K des NIC angeschlossen ist. An der Klemme K liegen unmittelbar die invertierenden Eingänge zweier Operationsverstärker V7, V8 und über Widerstände Rg, bzw. R_g die Ausgänge dieser Operationsverstärker. Zwischen dem Ausgang des einen Operationsverstärkers V7 und Masse liegt die Reihenschaltung eines Widerstandes R._Q und eines Kondensators C, und zwischen dem Ausgang des anderen Operationsverstärkers V8 und Masse liegt die Reihenschaltung eines Kondensators C„ und eines Widerstandes R₁,. Die Verbindungspunkte dieser Reihenschaltungen sind jeweils mit dem nichtinvertierenden Eingang des jeweils anderen Operationsverstärkers V8 bzw. V7 verbunden. Die Widerstände R und Rq bilden ein Potentiometer P. zur Einstellung der Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises (f des Bandfilters).

Zwischen der Klemme K und Masse liegt ein einstellbarer Widerstand R, der der Einstellung der Güte des Parallelschwingkreises dient, d.h. die Verluste der Kondensatoren C, und C„ kompensiert.

Zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers V6¹

des NIC und Masse liegt ein Kondensator C. der Größe 5- , der

den Einfluß der endlichen Transitfrequenz f. bzw. Transitkreisfrequenz co. kompensiert.

EP Ku/Eu 11.08.1983

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Claims (11)

A 254 Dipl.-Ing. Dr. Karl Heinz Feistel Neuendettelsauer Strasse 55 8500 Nürnberg 60 Aktives Kettenfilterglied mit umschaltbarer Bandbreite und aktiver ParalIeIschwingkreis hierfür Patentansprüche

1. Aktives Kettenfilterglied 4-ten Grades mit einstellbarer bzw. umschaltbarer Bandbreite, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einfache Abzweigfilter, die jeweils aus der

^Rl

Reihenschaltung eines Längswiderstandes — und einer Querimpedanz (Z)

a —

bestehen, und eine speicherfreie aktive Grundschaltung vorgesehen sind, die aus einem Umkehraddierer (Vl) und zwei Spannungsfolgern (V2, V3) besteht, daß der Längswiderstand des ersten Abzweigfilters zwischen den Ausgang des Umkehraddierers (Vl) und den Eingang des ersten Spannungsfolgers (V2) und der Längswiderstand des zweiten Abzweigfilters zwischen den Ausgang des ersten Spannungsfolgers (V2) und den Eingang des zweiten Spannungsfolgers (V3) als Koppelglieder geschaltet und die Querimpedanzen einerseits mit Masse und andererseits jeweils mit dem nichtinvertierenden Eingang eines der beiden Spannungsteiler (V2 bzw. V3) verbunden sind, daß der invertierende Eingang des Umkehraddierers (Vl) über einen Widerstand R~ mit dem Ausgang des Umkehraddierers (Vl), über einen Widerstand

Y~ R_? mit dem Eingang des Kettenfiltergliedes und über einen Widerstand -γ R₉ mit dem Ausgang des zweiten Spannungsfolgers (V3) verbunden ist, der den Ausgang des Kettenfiltergliedes bildet, und daß

^Rl

durch Wahl (Ändern, Umschaltung) des Verhältnisses ~ die Bandbreite

az.

des Kettenfiltergliedes bestimmbar ist, mit

R. = beliebiger reeller Widerstand
R₉ = beliebiger reeller Widerstand
Z = Impedanz mit zwei Reaktanzen in den Formen

Z = R. · τ· (im Falle eines Parallel Schwingkreises) oder

Z = R₁ ' (p + —) (im Falle eines Reihenschwingkreises) — ι ρ

ρ = komplexe Frequenzvariable

und mit

a = Real teil des Poles )

b = Imaginärteil des Poles und j ^der Tiefpaßübertragungs-

k = Konstante ) ^funktion

-^e p² + 2ap + a² + ?

2. Kettenfilterglied nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Kettenfiltergliedes vom Ausgang eines zweiten Addierverstärkers (V4) gebildet wird, dessen

nichtinvertierender Efngang über einen Widerstand R. mit Masse und

R 2

über einen Widerstand ö^'f-r"+ %) "lit dem Ausgang des ersten

a
Spannungsfolgers (V2) und dessen invertierender Eingang über einen

Widerstand R_ mit dem Eingang des ersten Abzweigfilters, über einen

k
Widerstand £»Rr mit dem Ausgang des zweiten Addierverstärkers (V4)

a²
und über einen Widerstand -^ *- R₁. mit dem Ausgang des zweiten

a + c^{c b}
Spannungsfolgers (V3) verbunden ist und daß der Eingang des Ketten-

R₂ filtergliedes über einen Längswiderstand -y- mit dem invertierenden

Eingang des Umkehraddierers (Vl) verbunden ist, mit 7} = beliebige reelle Größe

c = NuIIstelle der dämpfungspolbehafteten Tiefpaß-Übertragungsfunktion

- ^k;(ρ² * ^c2> .

ρ + 2ap + a + b

i₉. 2)

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3. Kettenfilterglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang (100) des Umkehraddierers (Vl) und den Eingang (101) des ersten Abzweigfilters ein aktives Entzerrerglied liegt, das aus einem Hochpaß mit der Längskapazität (104) der Größe

_t
C = * und dem Querwiderstand (105) der Größe

l *4*

l h

und aus einem mit dem Hochpaß in Kette geschalteten dritten Spannungsfolger (V5) besteht, mit

f. = Transitfrequenz der in der Grundschaltung verwendeten Operationsverstärker

f = Bandmittenfrequenz des Bandpasses bzw. der Bandsperre. (Fig. 8 und IG

4. Kettenfilterglied nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang (102) des Umkehraddierers (Vl) und dem Eingang (103) des ersten Abzweigfilters ein aktives Entzerrerglied liegt, das aus einem Hochpaß mit der Längskapazität (104) der Größe

C = £ und dem Querwiderstand (105) der Größe R₃

und aus einem mit dem Hochpaß in Kette geschalteten dritten Spannungsfolger (V5) besteht^mit

f = Transitfrequenz der in der Grundschaltung verwendeten Operationsverstärker (V2, V3)

f = Bandmittenfrequenz des Bandpasses bzw. der Bandsperre. (Fig. 9 u. 10). m

f m

5. Kettenfilterglied nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite durch gleiches Verändern (Umschalten) der Werte der Längswiderstände (86, 87 bzw. 86', 87') mit jeweils der Größe -^- der beiden Abzweigfilter einstellbar ist. (Fig. 8 bzw. Fig. 9).

-4-

6. Kettenfilterglied nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite durch gleiches Verändern (Umschalten) der Querimpedanzen Z_ der beiden Abzweigfilter einstellbar ist. (Fig. 8; Fig. 9; Fig. 5 u. 11).

7. Aktiver Parallel schwingkreis zur Realisierung eines Bandpasses mit von seiner Resonanzfrequenz unabhängig einstellbarem Kennwiderstand |Z {=4ΐ/7<-=,4 R,, insbesondere für ein Kettenfilter-

glied mit einem Abzweigfilter, das aus der Reihenschaltung eines

^Rl

Längswiderstandes — und eines aus einer aktiven Induktivität

und einer aktiven Kapazität gebildeten Parallel Schwingkreises besteht oder für ein Kettenfilterglied mit zwei derartigen Abzweigfiltern nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Parallel schwingkreis von einem ausgangssei tig mit einem aktiven negativen Parallelschwingkreis -Z_ beschalteten NIC gebildet wird, dessen Konvertierungsfaktor'Tdurch Verändern des Verhältnisses zweier Widerstände (Rg, Ry) einstellbar ist, die einerseits am Ausgang eines Operationsverstärkers (V6) des NICs und andererseits am nichtinvertierenden Eingang (R_R) bzw. am invertierenden Eingang (R₇) des Operationsverstärkers (V6) liegen,

R_fi '

mit Δ=— = Einstellfaktor des Kennwiderstandes |Z| (Fig. 11).

^R7

8. Aktiver Parallel schwingkreis nach Anspruch /,dadurch gekennzei chnet, daß der aktive negative Parallelschwingkreis zwischen Masse und einer Klemme (K) liegt, die unmittelbar mit den invertierenden Eingängen zweier Operationsverstärker (V7, V8) und über Widerstände (R„ bzw. Rg) mit den Ausgängen der Operationsverstärker (V7 bzw. V8) verbunden ist, daö zwischen dem Ausgang des einen Operationsverstärkers (V7) und Masse die Reihenschaltung eines Widerstandes (R_1n) und einer Kapazität (C₁)

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liegt und der Verbindungspunkt dieser Reihenschaltung mit dem nichtinvertierenden Eingang des anderen Operationsverstärkers (V8) verbunden ist und daß zwischen dem Ausgang des anderen Operationsverstärkers (V8) und Masse die Reihenschaltung einer Kapazität (C₂) und eines Widerstandes (R₁₁) liegt und der Verbindungspunkt dieser Reihenschaltung mit dem nichtinvertierenden Eingang des einen Operationsverstärkers (V7) verbunden ist. (Fig. H).

9. Aktiver Parallelschwingkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (Rg und Rg) ein Potentiometer (P,) zur Einstellung der Resonanzfrequenz f des ;· ParalIeISchwingkreises bilden. (Fig. 11).

10. Aktiver Parallelschwingkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet, daß zwischen der Klemme K und Masse ein einstellbarer, die Güte des ParalIeIschwingkreises bestimmender, d.h. die Verluste der Kondensatoren C₁ und C₂ kompensierender Widerstand (R₁₂) liegt. (Fig. 11).

11. Aktiver ParalIeI schwingkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzei chnet, daß zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (V6) des NIC und Masse ein Kondensator C. = liegt, mit

■J CO_t = Transit(kreis)frequenz von V6 . (Fig. 11).