CS258913B1

CS258913B1 - Synthetic inductor connection

Info

Publication number: CS258913B1
Application number: CS853893A
Authority: CS
Inventors: Karel Hajek
Original assignee: Karel Hajek
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS389385A1

Abstract

Zapojení se týká oboru nízkofrekvenčních kmitočtových filtrů a korektorů. Předmětem je řešení technického problému zapojení syntetického induktoru pro použití v kmitočtových korektorech a různých aktivních filtrech RC. Dosud používaná zapojení syntetických induktoru mají kmitočtově závislou hodnotu indukčnosti, což se projevuje v některých aplikacích, např. v kmitočtových korektorech nežádoucím způsobem. Např. u vícepásmových korektorů dochází při korekci na nízkých a středních kmitočtech k nežádoucímu ovlivňování přenosu na vysokých kmitočtech. Podstata řešení tohoto problému spočívá v jednoduché kompenzaci nežádoucí kmitočtové závislosti impedance syntetického induktoru. Potřebné kompenzace se dosáhne použitím kmitočtově závislého děliče rezistorů a kapacitoru, který koriguje především kmitočtové vlastnosti operačního zesilovače. Uvedená korekce podstatným způsobem rozšíří použitelné kmitočtové pásmo syntetického induktoru. Zapojení syntetického induktoru je možno využít mimo kmitočtové korektory i dalších typech aktivních filtrů RC, kde je zapotřebí funkce syntetického induktoru v širším kmitočtovém pásmu.The connection concerns the field of low-frequency filters and correctors. The subject is the solution of the technical problem of connecting a synthetic inductor for use in frequency correctors and various active RC filters. The connections of synthetic inductors used so far have a frequency-dependent inductance value, which is manifested in some applications, e.g. in frequency correctors in an undesirable way. For example, in multi-band correctors, correction at low and medium frequencies leads to an undesirable influence on the transmission at high frequencies. The essence of the solution to this problem lies in a simple compensation of the undesirable frequency dependence of the impedance of the synthetic inductor. The necessary compensation is achieved by using a frequency-dependent resistor and capacitor divider, which corrects primarily the frequency properties of the operational amplifier. The above-mentioned correction will significantly expand the usable frequency band of the synthetic inductor. The connection of a synthetic inductor can be used in addition to frequency correctors and in other types of active RC filters, where the function of a synthetic inductor in a wider frequency band is required.

Description

Vynález se týká zapojení kmitočtově korigovaného syntetického induktoru s jedním operačním zesilovačem, vhodného pro Širokopásmové korekční obvody.The invention relates to a frequency-corrected synthetic inductor with one operational amplifier, suitable for broadband correction circuits.

Pro vícepásmové korektory kmitočtových charakteristik nízkofrekvenční přenosové cesty, označované též jako grafické ekvalizery, se nejčastěji využívá zapojení s operačním zesilovačem jako neinvertujícím jednotkovým zesilovačem, kde k regulačním potenciometrům jsou pro pásmovou korekci připojovány 'sériové rezonanční RLC obvody. Přitom je induktor s odporem nahrazován obvodem simulujícím indukčnost, tzv. syntetickým induktorem. Nejčastěji se využívá jeden typ syntetického induktoru s jedním operačním zesilovačem, jež má výhodné vlastnosti z hlediska volby hodnot součástek i celkové realizace. I toto zapojení má jednu nevýhodu, a to projev kmitočtové závislosti, kterou si lze představit jako vliv parazitní kapacity paralelně k induktoru, jež vzniká vlivem reálných vlastností obvodu, především vlivem kmitočtových vlastností běžných operačních zesilovačů. Při použití takovéhoto induktoru pro pásmový korektor se nastavení korekce nízkých či středních kmitočtů akustického pásma projeví i v parazitní korekci pro horní pásmo kmitočtů. Při vícenásobné korekci se tyto projevy od jednotlivých korekčních filtrů sčítají, takže uvedený parazitní projev ms. podstatný vliv.For multi-band frequency correctors of low-frequency transmission paths, also referred to as graphical equalizers, the most common is to use an operational amplifier as a non-inverting unit amplifier, where series resonant RLC circuits are connected to the bandwidth correction potentiometers. The inductor with resistance is replaced by a circuit simulating inductance, the so-called synthetic inductor. The most commonly used is one type of synthetic inductor with one operational amplifier, which has advantageous properties in terms of component values and overall implementation. This connection also has one disadvantage, namely the frequency dependence, which can be imagined as the influence of the parasitic capacitance parallel to the inductor, which arises due to the real properties of the circuit, mainly due to the frequency properties of conventional operational amplifiers. When using such an inductor for the band corrector, the setting of the low- or middle-frequency correction of the acoustic band also affects the parasitic correction for the upper frequency band. In the case of multiple correction, these manifestations are summed from the individual correction filters, so that said parasitic manifestation ms. significant influence.

Výše uvedené nedostatky řeší nové zapojení syntetického induktoru, kde zapojení syntetického induktoru s jedním operačním zesilovačem, kapacitorem a čtyřmi rez i stery je doplněno druhým kapacitorem, zapojeným mezi invertující vstup operačního zesilovače a společnou svorku paralelně k třetímu rezistorů pro vytvoření kmitočtové kompenzace.The above drawbacks are solved by a new synthetic inductor connection, where the synthetic inductor connection with one operational amplifier, capacitor and four resistors is complemented by a second capacitor connected between the inverting input of the operational amplifier and a common terminal parallel to the third resistor to create frequency compensation.

Hlavní výhoda tohoto zapojení spočívá v tom, že jednoduchou úpravou dosud j.činívaného zapojení dosáhneme dostačující eliminace nežádoucího projevu kmitočtové závislosti impedance syntetického induktoru bez požadavků na použití operačních zesilovačů s lepšími kmitočtovými vlastnostmi.The main advantage of this circuit is that by simple modification of the current circuit, we achieve sufficient elimination of undesirable frequency dependence of impedance of synthetic inductor without the requirement to use operational amplifiers with better frequency characteristics.

Na připojeném výkrese je nakresleno zapojení kmitočtově korigovaného syntetického induktoru. Přitom vstupní uzly induktoru jsou na svorkách Π a 9.The attached drawing shows the connection of a frequency corrected synthetic inductor. Inductor input nodes are on terminals Π and 9.

Kmitočtově korigovaný syntetický induktor je tvořer. prvním kapacitorem, připojeným mezi vstupní svorku £ a neinvertující vstup operačního zesilovače, pivním rezistorem 2_, připojeným mezi vstupní svorku 8_ a výstup zesilovače a druhým rezistorem, připojeným mezi neinvertující vstup operačního zesilovače a společnou sverku. Operační zesilovač spolu s třetím rezistorem _6 a čtvrtým rezistorem 5_ vytváří neinvertující zesilovač, jehož kmitočtovou kompenzaci zajištuje druhý kapacitor 7. připojený paralelně k třetímu rezistorů £.The frequency-corrected synthetic inductor is a creature. a first capacitor connected between the input terminal 8 and the non-inverting input of the operational amplifier, a beer resistor 2 connected between the input terminal 8 and the output of the amplifier, and a second resistor connected between the non-inverting input of the operational amplifier and the common terminal. The operational amplifier together with the third resistor 6 and the fourth resistor 5 forms a non-inverting amplifier whose frequency compensation is provided by a second capacitor 7 connected in parallel to the third resistors 6.

Na vstupních svorkách 8 a 9. vykazuje syntetický induktor impedanci danou sériovým spojením indukčnosti o hodnotě a rezistorů o hodnotě I-*_r-R_n za předpokladu že ^?l At the input terminals 8 and 9, the synthetic inductor exhibits an impedance given by the series coupling of the inductance of value and the resistors of the value I- * _r -R _n provided that ^{? L}

Rg=R^. Přitom vliv kmitočtové závislosti přenosu operačního zesilovače, jež se projevuje parazitní kmitočtovou závislostí impedance syntetického induktoru je eliminován kmitočtově závislým korekčním členem, tvořeným rezistorem 5, rezistorem C a druhým kapacitorem 2·R 8 = R 8. At the same time, the influence of the frequency response of the operational amplifier, which is manifested by the parasitic frequency dependence of the impedance of the synthetic inductor, is eliminated by a frequency-dependent correction term consisting of resistor 5, resistor C and a second capacitor 2 ·

Uvedené zapojení syntetického induktoru lze využít kromě? kmitočtových korektorů i. v dalších typech aktivních filtrů RC, kde je zapotřebí syntetický induktor, pracující v širším kmitočtovém rozsahu.The mentioned connection of the synthetic inductor can be used in addition to? in other types of RC active filters where a synthetic inductor operating in a wider frequency range is needed.

Claims

A synthetic inductor wiring consisting of a first capacitor connected between the synthetic inductor input terminal (8) and the non-inverting operational amplifier input, the first resistor being connected between the synthetic inductor input terminal and the operational amplifier output, the second resistor connected between the reiriverting input and a fourth resistor is connected between the inverting input of the operational amplifier and the output of the operational amplifier, characterized in that the second capacitor (7) is connected between the inverting input the operational amplifier (3) and the common terminal (9).