Активный rc-фазовый контур

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в фазовых корректорах различных устройств связи. Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот. Активный RC-фазовый контур содержит операционные усилители (ОУ) 1 - 4, конденсаторы 5 и 6, резисторы 7 - 18. Расширение диапазона рабочих частот обусловливается взаимной компенсацией паразитных фазовых сдвигов одних ОУ другими. Так, фазовые сдвиги ОУ 3 компенсируют фазовые сдвиги ОУ 1 и 2. Паразитные фазовые сдвиги в петле общей обратной связи и в прямой передаче уменьшаются, что приводит к меньшей зависимости параметров устройства от частотных свойств ОУ. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.,SU» 15 408

А1 (51)5 Н 03 Н 11 18 Й00ЯН;,:, ;- иотгиН4а.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>@в

° °

\Ю с ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4422295/24-09 (22) 10.05 ° 88 (46) 07.08.90. Бюл. H 29 (71) Таганрогский радиотехнический институт им.В,Д.Калмыкова (72) С.В.Гришин, В.Д.Гура и С.Г.Крутчинский (53) 621.372.56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1343547, кл. Н 03 Н 11/16, 1984. (54) АКТИВНЫЙ КС-ФАЗОВЫЙ КОЙТУР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в фазовых корректорах различных устройств связи. Целью изобретения яв2 ляется расширение диапазона рабочих частот. Активный КС-разовый контур содержит операционные усилители (ОУ)

1-4, конпенсаторы 5 и 6, резисторы 7-18. Расширение диапазона рабочих частот обусловливается взаимной компенсацией паразитных фазовых сдвигов одних ОУ другими. Так, базовые сдвиги ОУ 3 компенсируют фазовые. сдвиги

ОУ 1 и 2. Паразитные фазовые сдвиги в петле общей обратной связи и в прямой передаче уменьшаются, что приводит к меньшей зависимости параметров устройства от частотных свойств,ОУ.

1 ил.

1584080

Изобретение относится к радиотехни е и может быть использовано в фазоых корректорах различных устройств вязи.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот.

На чертеже приведена принципиаль11ая электрическая схема активного RCфазового контура. 10

Активный КС-фазовый контур содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 операционные усилители, первый

1 и второй 6 конденсаторы, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10, пя- 15

Фый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14, девятый 15, десятый 16, одиннадцатый 17 и двенадцатый 18 резисторы.

Активный КС-фазовый контур работа- 2О ет следующим образом.

Входной сигнал через десятый 16 и одиннадцатый 17 резисторы подается на йнвертирующий и неинвертирующий входы четвертого 4 и третьего 3 операцион- 25 ных усилителей. При этом на выходе четвертого операционного усилителя 4 реализуется передаточная функция Aaso8o1 o контура второго порядка а,1 .н 2 30 (Р1 R р2+рЯ со !

К з К В.1

Irp,å х 1-ЫА(1+-"- (1+ — -+ — -) 4

К 2 Rt R18

d2=3 =-(— " - у) (1+

R1 R

° °

R R,g R,I,ã — 35 ! 1Хг кз кn

У

8 И . Л 7 3 7

4 X

О) У (1 4О

P Р 1Ц Р g с,, в 1

glq 1

+ ); о„=В C ; .,=R,„C„ к, с1 =1/q — затухание нуля функции передачи Р(р) 45

d -1/Q — затухание полюса функР ции передачи F(p): и Π— добротности нуля и полюр са функции передачи; 10 — частота нуля функции 50 г передачи F(p); 1А1 - частота полюса функции

Р передачи F(p);

R u R — сопротивления второго 8

8 и и восьмого 14 резисто ров;

R H R:, — сопротивления седьмого

1ь Ь

13 и шестого 12 резисторов;.r

Rg,R 17и Rq — сопротивления третьего

9, одиннадцатого 7 и первого 7 резисторов;

16 Ы

R 1 — сопротивления десятого

16, девятого 15 и две". надцатого 18 резисторов;

R 1,,R „— сопротивления четвертого 10 и пятого 11 резисторов;

С> С < - емкости первого 5 и второго 6 конденсаторов.

Зависимость модуля комплексного коэффициента передачи от частоты (т.е. амплитудно-частотная характеристика) находится из выражения (1) заменой р íà jMI

fF(jco) f (2}

P P Р

Из выражения (2) следует„ что при

d =d ив = ы модуль коэффициента передачи активного КС-фазового конгура частотно-независим и равен 1, что реализуется только при идеально операционных усилителях.

При использовании реальных операционных усилителей ввиду ограниченности их площади усиления П= Иц 4J Р (где р, — коэффициент усиления операционных усилителей на постоянном токе, а "41, — частота, на которой коэффициент усиления операционных усилителей беэ обратной связи уменьшается до уровня 0,7 p,) затухания нуля и порпоса, а также их частоты не совпадают.

Это приводит к появлению неравномерности АЧХ и отклонению ФЧХ фазового

I контура от расчетной и, следователь- . но, к ограничению диапазона рабочих частот, в котором отмеченные отклонения не выходят за допустимые пределы. Естественно, что чем меньше относительно изменения параметров фазового контура, обусловленные ограни- . ченной величиной площади усиления, тем шире диапазон рабочих частот устройства.

Выражения для относительных изменений параметров предлагаемого фазового контура имеют вид

Ййб Г1 RIB 1 R 7.

- (р) - g --(1+ — -):- — - -Р % 12 2 И

1 1 d

- -- + (П);

П8 ) (ОР

462 11 R 18 1 К12 (П) — -11 q =(1+ — )d2 П1 R1 П1 К

1584080 6 го контура в два раза меньше, чем у известного и, следовательно, его частотный диапазон шире.

С физической точки зрения расши-. рение диапазона рабочих частот объяс няется взаимной компенсацией паразит;: ных фазовых сдвигов одних операционных усилителей другими, фазовые сдвиги третьего операционного усилителя 3 компенсирует AasoBble сдвиги первого 1 и второго 2 операционного усилителей.

При этом паразитные фазовые сдвиги в петле общей обратной связи и в прямой передаче уменьшаются, что приводит к меньшей зависимости параметров устройства от частотных свойств используемых операционных усилителей.

1 1 4 2

- — + (П};

Пз) Ш2

Wp Й2 ГЬ (П) = — — р --

UJp П, 4Ф2,3 Я

- -(П) =- — -„-1

<и2 2 3 ",fR

0LJ2 ! 4

R< 1

R„Пз 5

1 Г1

П2 62 1 <1 R<2 1 (— — — -+ — )+

П 2 К1Р Пз 10 где П. — площадь усиления i-ro osie1 рационного усилителя.

Из сопоставления выражений для от15 носительных изменений параметров следует, что при оптимальных соотношеииях между элементами (П,=Л2=П П, К Rэ К =О для известного и Л, П.

Пэ П R, R для предлагаемого устройства) происходит компенсация влияния площади усиления на затухания нулей и полюсов благодаря обращению в нуль сомножителей в квадРатных скобках.

Поскольку ввиду влияния площади усиления используемыхусилителей происхо дит взаимный сдвиг ь иш в активном

КС-фазовом контуре введен делитель р, позволяющий уменьшить частоту нуля (и ДО ВЫПОЛНЕНИЯ УСЛОВИЯ ЬО2 вЂ,Ш . ЕОЭффициенты передачи этого делителя находятся из соотношения и р й(,щ

При дополнительном условии С;= выражения для относительных изменений частот нуля и полюса приобретают вид: для известного

Я 2 45 (П)

Ю2 П ь р 1 — -г(П) -Р— (1+ )

Мр П 2q р для активного КС-фазового контура

4 4 г 4 50 (П) mm- — (1- — ) ij (3)

П Я2

ВЯ 2 . —.Е(П) - — (1+ — ). р П Чр

Из сопоставления выражений для относительных изменений частоты полюсов следует, что при Qi>>71 (что справедливо в большинстве случаев) изменение частоты полюса у активного КС-фазова1/2с1р(.1+- ) (1+- + " )**Б

R 13 R К с р

R 1I ПЯр откуда при Rд,К; К, К; R, К, получают

Формула изобретения

Активньй КС-фазовый контур, содержащий первый, второй и третий операционный усилители, к выходу первого операционного усилителя подключены первые выводы первого резистора и первого конденсатора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя и первым выводом второго резистора, второй вывод первого резистора соединен через третий резистор собщей шиной непосредственно и с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого через последовательно соединенные четвертый и пятый резисторы соединен с общей шиной, вы-. ход операционного усилителя соединен

4 с последовательно соединенными шестым и седьмым резисторами, последовательно соединенные восьмой и девятый резисторы, а также второй конденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, введены четвертый операционный усилитель, десятый, одиннадцатый и двенадцатый резисторы, причем выход четвертого операционного усилителя является выходом активного КС-фазового контура, а его входом является первый вывод десятого резистора, который соединен с первым выводом одиннадцатого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора, а второй вывод десятого резистора соединен с вторым выводом девятого резистора и с первым выводом двенадцатого резистора и с инвертнрующнм входом четвертого операционного усили1584080 8

Составитель А.Горбачев

Техред Л.Сердюкова . Корректор М.Кучерявая

Редактор N.Áëàíàð

Заказ 2263 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 теля, выход которого соединен с вторым выводом двенадцатого резистора, а неинвертирующий вход соединен с точкой соединения четвертого и пятого резисторов, второй вывод седьмого

5 резистора соединен с выходом второго операционного усилителя, инвертирующнй вход которого соединен с первым вь водом седьмого резистора, а выход первого операционного усилителя соединен с точкой соединения восьмого и девятого резисторов, первый вывод восьмого резистора соединен с первым выводом второго конденсатора и с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, инвертирующий вход которого и неинвертирующий- вход первого операционного усилителя соединены с общей шиной, а второй вывод второго конденсатора соединен с выходом второго операционного усилителя, при этом выход третьего операционно-го усилителя подключен к второму выводу второго резистора.