Кодоперестраиваемый фильтр

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах частотной селекции. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, повышение точности установки частоты среза амплитудночастотной характеристики. Кодоперестраиваемый фильтр содержит два операционных усилителя 1 и 2, повторитель 3 напряжения, интегратор 4, умножающий цифроаналоговый преобразователь 5, фильтр нижних частот (ФНЧ) 6, делитель 7 напряжения, пять резисторов 8 - 12, причем выходом кодоперестраиваемого фильтра является выход интегратора 4. За счет действия обратной отрицательной связи кодопервстраиваемый фильтр формирует на своем выходе амплитудно-частотную характеристику фильтра нижних частот первого порядка с частотой среза,, определяемой кодом на входе умножающего цифроаналогового преобразователя 5. Через ФНЧ 6 замыкается обратная связь по постоянному току. 3 ил.

„SU. 164 (И)5 Н 03 И 11/12

ГОСУДАРСТ9ЕННЫЙ КОМИТЕТ

IVH 00fl СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автОРСНОММ СЕ дПВВСтеУ (. к /к

1+.1 Q CR 40/(kR8) (2 T) 4634146/09 (22) 09.01.89 (46) 30.04.91. Бюп. Р 16 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" (72) А.Л, Белоусов (53) 621.372.57(088.8) (56) 750 практических электронных схем./Под ред. P.Ôåëïñ. М.: Мир, 1986, с. 98, вариант 1. (54) КОД011ЕРЕСТРАИВАЕИЫЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, повышение точности установки частоты среза амплитудноИзобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, повышение точности установки частоты среза амплитудно-частотной характеристики.

На фиг. 1 представлена структурная схема кодоперестраиваемого фильтра; на фиг. 2 — схема умножающего цифроаналогового преобразователя на фиг.3вариант схемы выполнения кодоперестраиваеМого фильтра.

Кодоперестраиваемый фильтр содержит первый операционный усилитель (ОУ) 1, второй ОУ 2, повторитель

2 частотной характеристики. Кодоперестраиваемый фильтр содержит два операционных усилителя 1 и 2, повторитель 3 напряжения, интегратор 4, умножающий цифроаналоговый преобразователь 5, фипьтр нижних частот (ФНЧ) 6, делитель 7 напряжения, пять резисторов

8 - 12, причем выходом кодоперестраиваемого фильтра является выход интегратора 4. За счет действия обратной отрицательной связи кодоперестраиваемый фильтр формирует на своем выходе амплитудно-частотную характеристику фильтра нижних частот первого порядка с частотой среза, определяемой кодом на входе умножающего цифроаналогового д преобразователя 5. Через ФНЧ 6 замыкается обратная связь по постоянному току. 3 ил. напряжения 3, интегратор 4, умножающий цифроаналоговый преобразователь

5, фипьтр 6 нижних частот, делитель напряжения 7, первый резистор 8, второй резистор 9, третий резистор 10, четвертый резистор 11, пятый резистор 12.

Кодоперестраиваемый фильтр работает следукицим образом.

Передаточная функция кодоперестраиваемого фильтра в предположении об идеальности ОУ, а также без учета действия ФНЧ 6 на полезный сигнал

1646048

М а ° 2 э

jkl разрядные цифр л, разрядность Входного цифрово 5 го кода умножающего цифроаналогового преобразователя 5.

При условии где К= а

10

1 я(дел) = — — —.— —,---.

1+363 КС/ с (2) Для TDI о > чтобы ФП 1 Нс 01(23bIBBJI заметного влияния на характеристику 15 управления частотной среза должно выполняться условие

Н

Кфн4 Супа 2 " °

Введение ФНЧ 6 позволяет сушественно повысить стабильность режима работы по постоянному току, поскольку сигнал постоянного напряжения с выхода первого операционного усилителя 1, по" 5 дается в цепь инвертирующего входа второго операционного усилителя 2 без ослабления в цишроаналоговсм преобразователе 5 (как известно, коэффициент передачи которого О -4 i(«< (1-2 ).Сопротивления резисторов в ФНЧ 6 целесо30 образно выбирать соизмеримым с базовым сопротивлением, при этом возрастание напряжения смещения на выходе первого операционного усилителя 1 имеет поряцок ЭДС смещения, что в большинстве случаев не нарушает линейный режим ра-. боты фильтра при л обых значениях управляющего цифрового кода, Ошибка статизма второго ОУ 2 приво40 дит в стандартных схемах к появлению разности потенциалов между токовыми выходами умножающего цифроаналогового преобразователя 5, а также между его токовым выходам и общей шиной. При этом паразитная емкость С (см. фпг.2), 45 а также емкость между выводами II и V оказывает влияние на прохождение полезного сигнала и на динамические характеристики всего фильтра.

На чие разности потенц„ в мжцу50 выводами III u IV приводит к наруше-, нию распределения токов в резисторах матрицы К-2К и, как следствие, к возрастанию нелинейности характеристики управления частотой среза; возника ощая при этом мультипликативная погрешность УЦАЛ (уменьшение действительного значения К) влияет на точность задания эквивалентной постоянной вреи Ко мени: C gyp = ---. Введение повторителя напряжения 3 позволяет выравнять потенциалы выводов III, IV, V, что приводит к нейтрализации паразитных емкостей. матрицы К-2R и улучшает точность распределения токов в резисторах матрицы, При этом, быстродействие повторителя напряжения 3 может быть значительно меньше, чем у остальных операционных усилителей, что объясняется малой амплитудои его выходных сигсигналов.

Подача напряжения через делитель напряжения 7 с выхода повторителя напряжения 3 на вход первого OV 1 позволяет скомпенсировать погрешность, обу обусловленную ошибкой статизма второго ОУ 2. Для этого должно выполняться условие

Ri2 1 и+ 1 1о(8 9) 8 9 (3) или с учетом принятых допущений для резисторов

Кц 12

Следует отметить, что при возрастании частоты входных сигналов вследствие уменьшения модуля коэффициента передачи второго операционного усилителя 2 ошибка статизма может существенно возрастать.

Включение повторителя напряжения 3 как показано на фиг. 1 способствует также уменьшению погрешностей преобразования, обусловленных вариацией эквивалентного выходного сопротивления умножающего цифроаналогового преобразователя 5 в пространстве входных цифровых кодов.

На фиг. 3 показана схема кодоперестраиваемого фильтра, в котором число операционных усилителей уменьшено до двух. Отличительным признаком схемы является питание ЦАП от источника тока, управляемого напряжением, Для данной схемы необходимо выполнение условия R < К = К ° К+, В этом случае, эквивалентная постоянная времени фильтфильтра определяется по формуле

И экв= К4 С1K а; 2 (5) <

1-1

Выравнивание разности потенциалов на выходах умножающего цифроаналого164604

Иых

Фиг.! вого преобразователя 5 при помощи повторителя напряжения 3, позволяет скомпенсировать влияние емкости и тем самым расширить частотный диапазон кодоперестраиваемого фильтра.

Формула изобретения

t0

Кодоперестраиваемый фильтр, содержащий последовательно включенные пс.рвый резистор, первый операционный усилитель, регулируемый усилитель, выполненный на умножающем цифроаналоговом преобразователе, и второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, интегратор и второй резистор, второй вывод которого соединен с вторым выводом 20

3 первого резистора, первым выводом третьего резистора и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с вторым выводом третьего резистора, выход интег- 25 ратора является выходом кодоперестраиУ

8 6 ваемого фильтра, цифровые входы умножающего цифроаналогового преобразователя являются входами управления кодоперестраиваемого фильтра, при этом выход инверсного тока умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с его токопроводящим экраном, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, повышения точности установки частоты среза амплитудно-частотной характеристики кодоперестраиваемого фильтра, в него введены повторитель напряжения, фильтр нижних частот и делитель напряжения, причем вход фильтра нижних частот соединен с выходом первого операционного усилителя, а выход — с входом второго операционного усилителя и входом повторителя напряжения, выход которого соединен с выходом инверсного тока умножающего цифроаналогового преобразователя и входом делителя напряжения, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя.

1646048

Составитель Ю. Черников

Техред Л.Олийнык КоРРектоР H. Ревская

Редактор Н, Коляда

Заказ 1555

Тиран 456

Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГЕНТ СССР

113035, Москва, Й-35, Рауаскан наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г. Умгород, ул. Гагарина, 101