CS260874B1

CS260874B1 - Tunable filter of hpn-type with increased transmission suppression on rejection frequency

Info

Publication number: CS260874B1
Application number: CS859911A
Authority: CS
Inventors: Karel Hajek
Original assignee: Karel Hajek
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS991185A1

Description

Vynález se týká realizace přeladil el ných filtrů typu pásmová zádrž pro nízkofrekvenční účely.The invention relates to the realization of tunable band-pass filters for low-frequency purposes.

Přeladitelné pásmové zádrže, využívané především v měřičích harmonického zkreslení, vycházejí z použití takových zapojení, která vyžadují pro přeladění souběžnou změnu hodnot více prvků s požadavkem přesnosti tohoto souběhu. Uvedený požadavek klade nároky realizaci a obsluhu při ladění, popřípadě na doplňující zařízení pro usnadnění obsluhy. Zapojení podle AO č. 236 131 umožňuje realizovat filtr typu HPN či DPN, jejichž ladění je realizováno souběžnou změnou jen dvou prvků, a to bez požadavků na přesnost souběhu, popřípadě pro malý rozsah přeladění jen jedním prvkem. Toto zapojení umožňuje realizovat velice jednoduchý měřič zkreslení s jednoduchou a rychlou obsluhou pro měření zkreslení s minimální hodnotou desetin procenta. Nižší hodnoty nelze měřit vzhledem k nedostatečnému potlačení parazitního přenosu na rejekčním kmitočtu, který je oproti idealizovanému zapojení způsoben svodem kondenzátorů a reálnými vlastnostmi operačních zesilovačů.Tunable band restraints, used primarily in harmonic distortion meters, are based on the use of such circuits that require a simultaneous change of the values of several elements for retuning with the requirement of the accuracy of the overlap. This requirement places demands on realization and operation during tuning, eventually on additional devices to facilitate operation. The connection according to AO No. 236 131 enables to realize a filter of HPN or DPN type, whose tuning is realized by simultaneous change of only two elements, without requirements for concurrence accuracy, or for a small range of tuning only by one element. This connection makes it possible to realize a very simple distortion meter with simple and quick operation for distortion measurement with a minimum value of tenths of a percent. Lower values cannot be measured due to insufficient suppression of parasitic transmission at the rejection frequency, which is caused by the condenser leakage and the real characteristics of the operational amplifiers compared to the idealized connection.

Výše uvedené nedostatky řeší zapojení laditelného filtru typu HPN se zvýšeným potlačením přenosu na rejekčním kmitočtu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jednoduše laditelný filtr typu HPN s dvěma operačními zesilovači, zapojenými v konfiguraci impedančního konvertoru, zatíženého rezistory a kapacitorem, je doplněn dvěma kompenzačními rezistory tak, že první rezistor je v sérii s kapacitorem připojen mezi neinveríující vstup druhého operačního zesilovače a společnou svorku a druhý rezistor je připojen mezi neinvertující vstup prvního operačního zesilovače a společnou svorku. Hodnoty těchto kompenzačních rezistorů musí být voleny tak, aby vykompenzovaly kmitočtově závislou a kmitočtově nezávislou složku parazitního přenosu na rejekčním kmitočtu.The above-mentioned drawbacks solve the connection of tunable HPN filter with increased rejection of the rejection frequency transmission according to the invention, which is based on the fact that a simple tunable HPN type filter with two operational amplifiers connected in the impedance converter configuration loaded with resistors and capacitor compensation resistors so that the first resistor is connected in series with the capacitor between the non-inverting input of the second opamp and the common terminal and the second resistor is connected between the non-inverting input of the first opamp and the common terminal. The values of these compensating resistors must be selected to compensate for the frequency-dependent and frequency-independent component of the parasitic transmission at the rejection frequency.

Hlavní výhoda tohoto zapojení spočívá ve velkém potlačení přenosu na rejekčním kmitočtu při zachování jednoduchosti technické realizace a jednoduchosti ladění.The main advantage of this circuit is the great suppression of the transmission at the rejection frequency while maintaining the simplicity of technical implementation and simplicity of tuning.

Na přiloženém obrázku je uvedeno zapojení přeladitelného filtru typu HPN. Vstupní brána filtru je mezi svorkou 12 a společnou svorkou 14, výstupní brána filtru je mezi výstupní svorkou 13 a společnou svorkou 14.The attached figure shows the connection of the HPN tunable filter. The filter inlet port is between terminal 12 and common terminal 14, the filter inlet port is between output terminal 13 and common terminal 14.

Filtr je tvořen dvěma operačními zesilovači 10 a 11 se spojenými invertujícími vstupy a dále kapacitory 3 a 5, určujícími spolu s rezistory 6 a 4 rezonanční kmitočet.The filter consists of two operational amplifiers 10 and 11 with connected inverting inputs and further capacitors 3 and 5, which together with resistors 6 and 4 determine the resonant frequency.

Rezistory 4 a 6 je výhodné realizovat jako souběžně proměnné pro přelaďování. Dále jp, obvod tvořen kapacitorem 7, určujícím hodnotu činitele jakosti a poměr rejekčního a rezonančního kmitočtu. Rezistory 1 a 2 ovlivňují hodnoty rezonančního kmitočtu a činitele jakosti a je výhodné, aby měly shodnou hodnotu. K neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače 10 je připojen rezistor 9 pro kmitočtově nezávislou kompenzaci a do série s kapacitorem 7 je připojen rezistor 8 pro kmitočtově závislou kompenzaci.It is advantageous to realize the resistors 4 and 6 as tuning variables in parallel. Further, the circuit is formed by a capacitor 7 determining the value of the quality factor and the ratio of the rejection and resonance frequencies. Resistors 1 and 2 affect the resonant frequency and quality factor values, and it is preferred that they have the same value. A non-inverting input of the operational amplifier 10 is coupled with a frequency-independent compensation resistor 9, and a frequency-dependent compensation resistor 8 is connected in series with the capacitor 7.

Princip funkce filtru pro případ Re = 0 a G9 = 0, což odpovídá původnímu nekompenzovanému zapojení, vychází z přenosové funkce . . p²GlC3(C5+C7) + p ai + G2G4G6 ^ulPJ p²GlC3Č5 + P G2G4C7 + G2G4G6The principle of the filter function for Re = 0 and G9 = 0, which corresponds to the original uncompensated circuit, is based on the transfer function. . p ² GlC3 (C5 + C7) + p ai + G2G4G6 ^ulPJ p ² GlC3C5 + P G2G4C7 + G2G4G6

Pro idealizované zapojení je hodnota koeficientu ai. nulová a filtr má při rejekčním kmitočtu nekonečný útlum. Reálné vlastnosti obvodu způsobují nenulovou hodnotu koeficientu ái. Použitím rezistorů 8 a 9 při vhodné volbě kmitočtové kompenzace operačních zesilovačů lze dosáhnout širokopásmového vykompenzování parazitní hodnoty koeficientu ai pro celé nízkofrekvenční pásmo. Této kompenzace je dosaženo vytvořením záporného Členu v koeficientu ai pomocí G9, dále potom vytvořením členu p³vlivem Ge, který se projevuje jako záporný a kmitočtově závislý.For idealized connection, the value of the coefficient ai. zero and the filter has infinite attenuation at the rejection frequency. The real properties of the circuit cause a non-zero value of the coefficient α i. By using resistors 8 and 9 with suitable selection of frequency compensation of operational amplifiers, it is possible to achieve broadband compensation of the parasitic value of the coefficient ai for the whole low frequency band. This compensation is achieved by creating a negative term in coefficient ai by G9, and then by forming a term p ³ under the influence of Ge, which is shown to be negative and frequency dependent.

Uvedené zapojení lze mimo měřiče zkreslení využívat i pro další účely měřicí a sdělovací techniky, kde je zapotřebí přeladitelný, popřípadě i pevně laděný filtr typu HPN s velkým potlačením na rejekčním kmitočtu.This connection can be used in addition to distortion meters for other purposes of measuring and communication technology, where a tunable or fixed tuned HPN filter with a large rejection at the rejection frequency is needed.

Claims

Tunable HPN filter with increased rejection at rejection frequency with two operational amplifiers connected in impedance converter configuration, loaded with resistors and capacitor, characterized in that the serial connection of the first resistor (8) and the capacitor (7) is connected between the non-inverting input of the second operational and that the second resistor (9) is connected between the non-inverting input of the first operational amplifier (10) and the common terminal (14).