RU165602U1 - Активный rc-фазовый контур - Google Patents
Активный rc-фазовый контур Download PDFInfo
- Publication number
- RU165602U1 RU165602U1 RU2016115220/08U RU2016115220U RU165602U1 RU 165602 U1 RU165602 U1 RU 165602U1 RU 2016115220/08 U RU2016115220/08 U RU 2016115220/08U RU 2016115220 U RU2016115220 U RU 2016115220U RU 165602 U1 RU165602 U1 RU 165602U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- operational amplifier
- inverting input
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Активный RC-фазовый контур, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый вывод третьего резистора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен со вторыми выводами четвертого резистора и пятого резистора, первый вывод которого соединен с первым выводом второго резистора, с первым выводом первого конденсатора и выходом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен со вторым выводом первого резистора и со вторым выводом первого конденсатора, вторые выводы второго резистора и второго конденсатора соединены с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого соединен с первым выводом второго конденсатора, первые выводы шестого и седьмого резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, выход которого соединен со вторым выводом седьмого резистора, отличающийся тем, что дополнительно введены потенциометр и восьмой резистор, при этом потенциометр включен к выходам первого и третьего операционных усилителей, а отвод потенциометра подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, первый и второй выводы восьмого резистора подключены к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и выходу четвертого операционного усилителя, второй вывод третьего резистора подключен к первому выводу четвертого резистора и к неивертирующим входам второго, третьего и четвертого операционных усилителей, неивертирующий вход четвертого операционного усилителя соединен со входом активного RC-фазового контура, выход второго операционного
Description
Заявляемая полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для построения перестраиваемых широкополосных линий задержки и фазовых корректоров различных устройств связи, используемых при обработке спектров фаз сигналов без искажения спектра амплитуд.
Известны устройства, которые могут быть использованы для построения перестраиваемых широкополосных линий задержки, фазовых корректоров и фазовращателей.
Известен активный RC-фазовый контур (авт.св. СССР N 1584080, кл. Н03Н 11/16, опублик. 07.08.90), содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с первыми выводами первого резистора и первого конденсатора, второй вывод которого и первые выводы второго, третьего и четвертого резисторов соединены с выходом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, второй вывод второго резистора соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод четвертого и первые выводы пятого и шестого резисторов соединены с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключены первыми выводами седьмой и восьмой резисторы, вторые выводы седьмого и восьмого резисторов соединены, соответственно, с выходами второго и третьего операционных усилителей, второй вывод третьего и первые выводы девятого и десятого резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, второй вывод девятого резистора подключен к выходу четвертого операционного усилителя, к неинвертирующему входу которого подключены первыми выводами одиннадцатый и двенадцатый резисторы, второй вывод двенадцатого резистора соединен с общей шиной, вторые выводы шестого и десятого резисторов являются входом, а выход четвертого операционного усилителя является выходом активного RC-фазового контура, при этом второй вывод первого резистора соединен с выходом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого конденсатора, вторые выводы второго конденсатора и одиннадцатого резистора соединены с выходом второго операционного усилителя, второй вывод пятого резистора и инвертирующий вход третьего операционного усилителя соединены с общей шиной.
С помощью этого активного RC-фазового контура возможна перестройка частот нулей и полюсов двумя частотно-задающими резисторами без изменения затуханий нулей и полюсов, что позволяет использовать его в различных фазокорректирующих устройствах с переменными параметрами, которые широко используются в адаптивных системах связи.
Недостатком этого устройства является низкая стабильность основных параметров (АЧХ и ФЧХ) из-за влияния на высоких частотах частотных свойств операционных усилителей. Это приводит к возрастанию на высоких частотах неравномерности АЧХ и отклонению ФЧХ от расчетного значения.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является активный RC-фазовый контур (патент РФ N 2019027, кл. Н03Н 11/16, опублик. 30.08.94), содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с первыми выводами первого резистора и первого конденсатора, второй вывод которого и первые выводы второго, третьего и четвертого резисторов соединены с выходом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, второй вывод второго резистора соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод четвертого и первые выводы пятого и шестого резисторов соединены с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключены первые выводы седьмого и восьмого резисторов, вторые выводы которых соединены с выходами, соответственно, второго и третьего операционных усилителей, первый вывод десятого и второй вывод шестого резисторов соединены и являются входом активного RC-фазового контура, а второй вывод десятого резистора соединен с вторым выводом третьего резистора и через девятый резистор - с выходом четвертого операционного усилителя, выход которого является выходом активного RC-фазового контура, а инвертирующий вход четвертого операционного усилителя подключен через двенадцатый резистор к общей шине, а через одиннадцатый резистор к второму выводу второго конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности фазочастотной характеристики, введены пятый операционный усилитель, тринадцатый и четырнадцатый резисторы, при этом второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя, первый и второй выводы второго конденсатора подключены, соответственно, к инвертирующему входу и выходу третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к первому выводу первого конденсатора, а инвертирующий вход - к неинвертирующему входу пятого операционного усилителя, выход которого соединен с вторым выводом пятого резистора, а с общей шиной - через последовательно соединенные тринадцатый и четырнадцатый резисторы, точка соединения которых подключена к инвертирующему входу операционного усилителя.
Недостатком фазового контура является невозможность независимой перестройки частот нулей и полюсов и добротности, которая обеспечивает требуемую крутизну фазочастотной характеристики контура.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей фазового контура, позволяющих получить технический результат, заключающийся в обеспечении независимой перестройки частот нулей и полюсов и их добротности, расширение диапазона рабочих частот и (или) повышение стабильности параметров устройства.
Указанный технический результат достигается за счет того, что активный RC-фазовый контур, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый вывод третьего резистора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен со вторыми выводами четвертого резистора и пятого резистора, первый вывод которого соединен с первым выводом второго резистора, с первым выводом первого конденсатора и выходом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен со вторым выводом первого резистора и со вторым выводом первого конденсатора, вторые выводы второго резистора и второго конденсатора соединены с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого соединен с первым выводом второго конденсатора, первые выводы шестого и седьмого резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, выход которого соединен со вторым выводом седьмого резистора, введены потенциометр и восьмой резистор, при этом потенциометр включен к выходам первого и третьего операционных усилителей, а отвод потенциометра подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, первый и второй выводы восьмого резистора подключены к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и выходу четвертого операционного усилителя, второй вывод третьего резистора подключен к первому выводу четвертого резистора и к неивертирующим входам второго, третьего и четвертого операционных усилителей, неивертирующий вход четвертого операционного усилителя соединен со входом активного RC-фазового контура, выход второго операционного усилителя соединен с выходом активного RC-фазового контура.
Наличие отличительных признаков, а именно введение потенциометра и восьмого резистора с соответствующими связями обусловливает соответствие предложенного технического решения критерию "Новизна". Оно соответствует также критерию "Существенные отличия", поскольку не обнаружено решений с признаками, сходными с признаками, отличающими предложенное устройство от прототипа.
За счет введения новых элементов и связей обеспечивается независимая перестройка по частоте в широких пределах фазочастотной характеристики и крутизны фазочастотной характеристики. Сохраняется незначительное влияние площади усиления операционных усилителей на ФЧХ активного RC-фазового контура, что приводит к повышению стабильности одного из основных параметров фазового контура - фазочастотной характеристики.
На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предложенного активного RC-фазового контура, на фиг. 2 - зависимость нормированных частот нулей и полюсов от коэффициента перестройки частот нулей и полюсов, на фиг. 3 - зависимость нормированной добротности нулей и полюсов от коэффициента перестройки частот нулей и полюсов при различных значениях параметра, который определяет стабильность добротности, на фиг. 4 и 5 - графики фазочастотной характеристики, перестраиваемой по частоте, при двух значениях добротности.
Активный RC-фазовый контур содержит первый, второй, третий, четвертый операционные усилители 1 - 4, первый резистор 5, первый конденсатор 6, второй резистор 7, второй конденсатор 8, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы 9 - 13, потенциометр 14 и восьмой резистор 15.
Первый вывод третьего резистора 9, соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя 1, неинвертирующий вход которого соединен со вторыми выводами четвертого резистора 10 и пятого резистора 11, первый вывод которого соединен с первым выводом второго резистора 7, с первым выводом первого конденсатора 6 и выходом второго операционного усилителя 2, инвертирующий вход которого соединен со вторым выводом первого резистора 5 и со вторым выводом первого конденсатора 6, вторые выводы второго резистора 7 и второго конденсатора 8 соединены с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 3, выход которого соединен с первым выводом второго конденсатора 8, первые выводы шестого 12 и седьмого 13 резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя 4, выход которого соединен со вторым выводом седьмого резистора 13, потенциометр 14 и восьмой резистор 15. При этом потенциометр 14 включен к выходам первого 1 и третьего 3 операционных усилителей, а отвод 14 потенциометра подключен к инвертирующему входу первого 1 операционного усилителя, первый и второй выводы восьмого резистора 15 подключены к неинвертирующему входу первого операционного усилителя 1 и выходу четвертого операционного усилителя, второй вывод третьего резистора 9 подключен к первому выводу четвертого резистора 10 и к неивертирующим входам второго, третьего и четвертого операционных усилителей 2-4, вход активного RC-фазового контура соединен с неивертирующим входом четвертого операционного усилителя 4, неивертирующий вход четвертого операционного усилителя 4 соединен со входом 16 активного RC-фазового контура, выход второго операционного усилителя 2 соединен с 17 выходом активного RC-фазового контура.
Активный RC-фазовый контур работает следующим образом.
Входной сигнал подается на неинвертирующий вход четвертого операционного усилителя 4, на выходе второго операционного усилителя 2 реализуется передаточная функция фазового контура второго порядка
β=Rпот/Rпот2 - коэффициент перестройки частот нулей и полюсов ω0;
Rпот, Rпот2 - сопротивление потенциометра 14 и его второй части;
λ=Rпот/R3 - параметр, величина которого определяет стабильность добротности фазового контура при изменении частот нулей и полюсов.
Зависимость модуля коэффициента передачи от частоты (т.е. амплитудно-частотная характеристика) находится из выражения (1) заменой s на jω
Из выражения (2) следует, что модуль коэффициента передачи активного RC-фазового контура частотно независим и равен 1.
Фазочастотная характеристика также находится из выражения (1) и имеет значение
Крутизна фазочастотной характеристики на частоте нулей и полюсов ю0 находится из выражения (3) и имеет значение
Следовательно, крутизна фазочастотной характеристики на частоте нулей и полюсов контура ω0 линейно зависит от значения добротности Q.
На фиг. 2 представлен график зависимости нормированной частоты нулей и полюсов ω0T от параметра перестройки β, из которого следует, что при изменении параметра (3 в пределах 0.1…0.9 частота нулей и полюсов контура изменяется в девять раз. На фиг. 3 показаны графики изменения нормированной добротности QKQ от параметра перестройки β (частоты нулей и полюсов) при различных значениях параметра λ. Из представленных графиков можно сделать вывод, что при величине параметра λ=6 обеспечивается максимальный диапазон перестройки частот нулей и полюсов фазового контура в девять раз с помощью потенциометра 14 при минимальном изменении добротности нулей и полюсов. Независимая перестройка добротности может быть выполнена с помощью подстроенного резистора R4.
На фиг. 4 и 5 показаны графики фазочастотной характеристики, перестраиваемые по частоте в девять раз при двух значениях добротности Q1=0.7 и Q2=2.6, которые определяют постоянную крутизну фазочастотной характеристики на частотах нулей и полюсов. Вид графиков фазочастотных характеристик фильтра подтверждает, что крутизна фазочастотных характеристик во всем диапазоне перестройки частот нулей и полюсов в девять раз сохраняется практически неизменной и уменьшается только на краях диапазона перестройки приблизительно на 2%.
Следовательно, с помощью потенциометра можно перестраивать фазочастотные характеристики активного RC-фазового контура в широком диапазоне частот при постоянной добротности нулей и полюсов, а также с помощью подстроечного резистора R4 независимо изменять добротность. Это позволяет использовать данный RC-фазовый контур в адаптивных и высокостабильных системах связи с переменными параметрами.
Claims (1)
- Активный RC-фазовый контур, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый вывод третьего резистора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен со вторыми выводами четвертого резистора и пятого резистора, первый вывод которого соединен с первым выводом второго резистора, с первым выводом первого конденсатора и выходом второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен со вторым выводом первого резистора и со вторым выводом первого конденсатора, вторые выводы второго резистора и второго конденсатора соединены с инвертирующим входом третьего операционного усилителя, выход которого соединен с первым выводом второго конденсатора, первые выводы шестого и седьмого резисторов соединены с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, выход которого соединен со вторым выводом седьмого резистора, отличающийся тем, что дополнительно введены потенциометр и восьмой резистор, при этом потенциометр включен к выходам первого и третьего операционных усилителей, а отвод потенциометра подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, первый и второй выводы восьмого резистора подключены к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и выходу четвертого операционного усилителя, второй вывод третьего резистора подключен к первому выводу четвертого резистора и к неивертирующим входам второго, третьего и четвертого операционных усилителей, неивертирующий вход четвертого операционного усилителя соединен со входом активного RC-фазового контура, выход второго операционного усилителя соединен с выходом активного RC-фазового контура.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115220/08U RU165602U1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Активный rc-фазовый контур |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115220/08U RU165602U1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Активный rc-фазовый контур |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU165602U1 true RU165602U1 (ru) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115220/08U RU165602U1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Активный rc-фазовый контур |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU165602U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207908U1 (ru) * | 2021-05-14 | 2021-11-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") | Перестраиваемый активный RC режекторный фильтр для электрофизиологических сигналов |
-
2016
- 2016-04-19 RU RU2016115220/08U patent/RU165602U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207908U1 (ru) * | 2021-05-14 | 2021-11-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") | Перестраиваемый активный RC режекторный фильтр для электрофизиологических сигналов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2704530C1 (ru) | Широкополосный полосовой фильтр с независимой подстройкой частоты полюса, затухания полюса и коэффициента передачи | |
RU2701095C1 (ru) | Низкочувствительный полосовой фильтр с независимой подстройкой основных параметров | |
RU149838U1 (ru) | Перестраиваемый активный rc-фильтр | |
US6268766B1 (en) | Band pass filter from two notch filters | |
RU165602U1 (ru) | Активный rc-фазовый контур | |
RU128043U1 (ru) | Активный rc-фильтр нижних частот | |
RU2694135C1 (ru) | Arc-фильтр верхних частот с независимой подстройкой основных параметров | |
RU156095U1 (ru) | Полосовой перестраиваемый фильтр | |
RU135206U1 (ru) | Активный rc-фильтр верхних частот | |
RU168065U1 (ru) | Перестраиваемый активный амплитудный rc-корректор | |
RU199745U1 (ru) | Перестраиваемый режекторный активный RC-фильтр | |
RU2701038C1 (ru) | Полосовой фильтр на двух операционных усилителях с независимой подстройкой основных параметров | |
RU179091U1 (ru) | Полосовой активный rc-фильтр | |
RU2721404C1 (ru) | Активный RC-фильтр с независимой подстройкой основных параметров | |
RU2722752C1 (ru) | Полосовой фильтр с независимой подстройкой частоты полюса, затухания полюса и коэффициента передачи | |
RU2610835C2 (ru) | Входное устройство однотрактового многодиапазонного радиоприемника | |
RU2720558C1 (ru) | Полосовой фильтр на двух операционных усилителях с независимой подстройкой основных параметров | |
RU2722602C1 (ru) | Активный полосовой фильтр второго порядка с независимой подстройкой основных параметров | |
Kureve et al. | Implementation of an Active RC Band-Pass Filter at Varying Quality Factors Using Matlab | |
US3223941A (en) | Adjustable frequency bridge circuit | |
CN103618515A (zh) | 一种低通滤波器 | |
RU2752254C1 (ru) | Полосовой фильтр четвертого порядка | |
US3114117A (en) | Tunable rc oscillator | |
RU148905U1 (ru) | Электрический фильтр с подавлением сосредоточенной помехи в рабочей полосе частот | |
RU2560785C2 (ru) | Двухполосный пьезоэлектрический фильтр |