Активный фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение устойчивости. Активный фильтр содержит операционный усилитель, ячейки коммутируемых конденсаторов (КК) без задержек сигнала, ячейки КК с задержкой сигнала на один, два и три такта соответственно, ячейки КК с инвертированием и задержкой сигнала на один, два и три такта соответственно, входные ключи, выходные ключи, блок управления, конденсатор и ячейку КК. Цель достигается путем исключения накопительных свойств конденсаторов за счет введения параллельно включенных конденсатора и ячейки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„152 4

А2

CSD 4 Н 03 Н 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV CBMQETEJlbCTBV

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1312728 (21) 4378414/24-09 (22) 12.02.88 (46) 15.12.89. Вюл. Р 46 (71) Иинский радиотехнический институт (72) В.А.Кешишьян и Л.И.Гончарик (53) 621.372.544.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 13 12728, кл. Н 03 К 19/00, 1985. (54) АКТИВНЬЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано s устройствах частотной селекции.

Цель изобретения — повышение устойчивости активного фильтра.

На фиг,1 приведена структурная схема активного фильтра на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Активный фильтр содержит операционный усилитель 1, ячейки 2 коммутируемых конденсаторов без задержек сиг-. нала, ячейки 3 коммутируемых конденсаторов с задержкой сигнала на один такт, ячейки 4 коммутируемых конденсаторов с инвертированием и за ержкой сигнала на один такт, ячейки 5 коммутируемых конденсаторов с задержкой сигнала на два такта, ячейки 6 коммутируемых конденсаторов с инвертированием и задержкой сигнала на два такта,ячейки 7 коммутируемых конденса2 устойчивости. Активный фильтр содержит операционный усилитель, ячейки коммутируемых конденсаторов (КК) без задержек сигнала, ячейки КК с задержкой сигнала на один, два и три такта соответственно, ячейки КК с инвертированием и задержкой сигнала .на один, два и три такта соответственно, входные ключи, выходные ключи, блок управления, конденсатор и ячейку,КК.

Цель достигается путем исключения накопительных свойств к : 1енсаторов за счет введения параллельно включенных конденсатора и ячейки. ? ил. торов с задержкой сигнала на три такта ячейки 8 коммутируемых конденсаторов с инвертированием и задержкой сигнала на три такта, дополнительные входные ключи 9 с управляющими входами 9-1,...,9-7, входные ключи 10,дополнительные выходные ключи 11 с управляющими входами 11-1,. ° .,11-6,выходные ключи 12, вход 13 активного фильтра, выход 14 активного фильтра, блок 15 управления, дополнительный конденсатор 16, дополнительную ячейку 17 коммутируемого конденсатора, содержащую первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 ключи и коммутируемый конденсатор 22. Ячейка 2 имеет вход 2-1, выход 2-2, дна управляющих входа 2-3, 2-4, ячейка 3 вход 3-1, выход 3-2, два управляющих входа 3-3 и 3-4, ячейка 4 — вход 4-1, выход 4-2, два управляющих входа 4-3 и 4-4, ячейка 5 — вход 5-1, выход

1529416

-1

П() С,+ Ст2 + Сэг g .... + CqZ,(" .CI 4. CZZ 4- С ZY 4 ... C z() !

С ))> (О) = — С С, (0) + С )) ф (0) +С,Пп(0)), 55

5-2, три управляющих входа 5-3, 5-4 и 5-5, ячейка 6 — вход 6-1, выход

6-2, три управляющих входа 6-3, 6-4 и 6-5, ячейка 7 — вход 7-1, выход 7-2, четыре управляющих входа 7-3. ° . °,7-6, ячейка 8- вход 8-1, выход 8-2, четыре управляющих входа 8-3,...,8-6.Блок 15 где С . ..С„- коэффициенты полинома числителя передаточной функции, I )

С . ..,С„- коэффициенты полинома

I знаменателя передаточной функции.

КоэФфициенты С1...,,С„ формируют ячейки 2...8, подключенные с помощью дополнительных входных ключей 9 и 1О во входную цепь операционного усилиI I теля 1; коэффициенты С,. ..С„ ячейки 2-8, подключенные с помощью ключей 11 и 12 в выходную цепь, а также дополнительная ячейка 17 коммутируемого конденсатора и дополнительный конденсатор 16.

Предположим, что во входной цепи операционного усилителя 1включены в работу ячейки 2, 4, 5-и 8, а в выходной цепи — ячейки 2, 3, 5 и 7. Это значит, что соответствующие входные, дополнительные входные и дополнитель35 ные выходные ключи 9-12 замкнуты благодаря наличию на управляющих входах

9-1, 9-3, 9-7, 11-1, 11-4, 11-5 разрешающих сигналов, подаваемых извне.

В выходной цепи включены постоянно 4ц в работу дополнительная ячейка 17.и дополнительный конденсатор 16 °

На первый вход 15-10 блока 15 управления поступают тактовые импульсы от внешнего генератора (фиг,2а), а на 45 второй вход 15-11 блока управления

15 — от внешнего устройства импульс (фиг.2б) ввода для определения начаработы фильтра. Последний тактогде С вЂ” емкость конденсаторов в вы2. ходной цепи.связи.

В следующий момент времени t 1 (фиг.2) по второму тактовому импульсу. формируются управляющие импульсы (фиг.2 r, е, з) на выходах 15-2, 15-4 управления имеет выходы 15-1,...,15-9, первый 15-10, второй 15-11 входы.

Активный фильтр работает следующим образом.

Передаточная функция активного фильтра имеет вид выи импульс, переднии фронт которого попал в строб-импульс ввода, определяет момент времени t = 0 (фиг.2).

По этому тактовому импульсу в момент времени с = 0 формируются управляющие импульсы (фиг.2 в, д, ж) на выходах 15-1, 15-3 и 15 — 6 блока 15 управления. В это время коммутируемые конденсаторы ячеек 2, 4, 5 и 8 заряжаются до напряжения на входе 13

U„> (0), причем напряжение на коммутируемых конденсаторах ячеек 4, -5 и 8 запоминается. В выходной цепи заряжаются коммутируемые конденсаторы ячеек 2, 3, 6 и 7 до напряжения на выходе 14 U (0), причем напряжения на коммутируемых конденсаторах ячеек

3, 6 и 7 запоминаются. В это время, управляющий импульс 15-1 блока 15 управления включает ключи 18 и 21 дополнительной ячейки 17 и ее коммутируемый конденсатор 22 заряжается также до напряжения на выходе U < (О) .

Дополнительный конденсатор 16 также заряжается до напряжения U 1 (О) . Для упрощения принимаем, что до начала работы фильтра, напряжение на всех конденсаторах было равно нулю.

Таким образом, на выходе 14 в момент времени t - =0 напряжение определяется отношением емкостей конденсаторов ячеек 2 в входной цепи и ячеек 2 и дополнительной ячейки 17, а также дополнительным конденсатором 16 в выходной цепи. и 15-7 блока 15 управления, P это время в входной цепи коммутируемые конденсаторы ячеек 2, 4, 5 и 8 заряжаются,до напряжения на входе 13 П„э(1) причем напряжения на соответствующих конденсаторах ячеек 4, 5 и 8 эапоми020„(1) — C, U,>(02 = — (С, 0„(13 — С,ll„(02 + 20 0„

С,1)„(2) — С,1)„(1) + С 1-гг,(О) --- -tC 1),э(О) + Сэ()га(1) +

C U,q(0) + 2CU,q 1221, Уравнение для зарядов в момент вре- мени t = 3

С U (3) — C U,3() + С,-U„(1) — СВU„(n) — сСzU„(3) +

+ Сэва! 14 (2) (U (1) + С г1 (О) + 2С U

С;Ь,,n) — CU, (и-1) + С>U (п -;, — С U (и-3) — — ГС,U< (n! +

1 1

+ C3U<+(n-1) — С И 3 (n-2) + Ст 11а(п-3) + 2CU>q (п)1, Лоследнее выражение можно записать в Z-области

U)3(Z) (Cz+ Cg Z +CgZ -С z J=+ C Z Cб7. + СУХ ) 1)эа(@ j Cz+ 2C) + э -з

Cg -C Z +С, -CgZ

С 2сэ) + С3Z — СбZ + С1Z

5 1529 16 наются. В выходной цепи связи н этот момент времени (t=1) заряжаются коммутируемые конденсаторы ячеек 2,3,6 и 7 до напряжения на выходе 14 Бэ (1), причем напряжение на коммутируемых конденсаторах ячеек 3, 6 и 7 запоминаются. В это же время дополнительный конденсатор 16 имеет заряд С<бБ1а(1)

C «u«(О).

В момент t = 1 на выходе 15-1 блока 15 управления отсутствует управляющий сигнал, а на выходе 15-2 управляющий сигнал блока управления 15 вклччает ключи 19 и 21 и на коммутируемом конденсаторе 22 дополнительВ момент времени t = 2 уравнение

Отсюда передаточная функция фильтра имеет вид. 45

Формула из обретения 50

Активный фильтр по авт. св. У 1312728, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости активного фильтра, введены между выходом операционного усилителя и его инвенти.рующим входом параллельно соединенные дополнительный конденсатор и дополните гьгэая ячейка комгэутируемого конденсатора, которая содерн и ячейки 17 имеется заря -, Г, г ) °

С ., Ига(0)

Общий заряд на конденсаторах 16 п

22 в этот момент времени C«U«(1)

C„U„(O) + С Г, (1) + CÄUÄ(O) „

При условии, что номиналы кон;,2»эсаторов Сэб = С;2= С, получают СЬ,а(1)CU<а(О) + CUг (1) + CU1.)(0) = 2CV1а (1), Таким образом, дополнительный коч— денсатор 16 и дополнительная ячейка 17 при их параллельном включении исключают накопительные свойства кnnде.нс торов.

Уравнение для зарядов в момент времени = 1: жит первый, второй, третий, ге ".лертый ключи и коммутируемг,пг когэден . азор, входы первого и третьего ключей ягээ:гются входом дополнительно. ячейки коммутируемого конденсатора, а выхо-— дом являются ныходь «торого и четвертого ключей, выход перво:, и вход второго ключей соединены с пергэьггэ выводом коммутируемого конденсат ра,второй вывод которого соединен с выходом третьего и входом четвертого ключей, а управляющи» входы пергэого и четвертого ключей, входы второго и третьего ключей подключен соответственно к первому и второму выходам блока управления.

1529416

15-9416 ц 15-7

K 158

Составитель IO.×åðíûøåB

Техрел Л.Сердюкова Корректор П.11уска

Редактор Л, Пчолинская

Заказ 7758/54 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изо етениям и открытиям при I кнТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †издательск комбинат "Патент", r Ужгор л, у . Гагарина, 101