175507. lajstromszámú szabadalom • Többszöröen visszacsatolt aktív RC szűrő
5 175507 6 8. ábra a találmány szerinti szűrő egy pozitív erősítésű alaptagjának előnyös kiviteli alakját, és a 9. ábra a találmány szerinti szűrő programozható sávszélességű kiviteli alakjának egyszerűsített tömbvázlatát mutatja. Az 1. ábrán látható monoton karakterisztikájú szűrő 1 bemenete és 2 kimenete között a szűrő rendszámának megfelelő számú T, ... Tn alaptag van láncbakapcsolva. Egy megvalósítható monoton zárórészű sávszűrő karakterisztika az 5. ábrán látható, ahol a dB-ben mért a csillapítás van ábrázolva az f frekvencia függvényében. Az f0 a sávszűrő középfrekvenciája. Az 1 bemenet és az első Ti alaptag bemenete közé SÍ összegező fokozat van beiktatva, amelyhez csatlakozik- a Tj,... T„ alaptagok kimenetére csatlakoztatott H visszacsatoló hálózat. Az SÍ összegező fokozat az ábrázolt kivitelben fázisfordító műveleti A1 erősítővel van realizálva, amelynek bemenetére soros RÍ ellenállás, kimenete és a bemenete közé pedig visszacsatoló R2 ellenállás van kapcsolva. Az RÍ ellenállás másik kapcsa képezi a szűrő 1 bemenetét. A H visszacsatoló hálózat az ábrázolt kivitelben csupán Rb0 .. .Rbn_j ellenállásokból áll, amelyek egyik közösített kapcsa az A1 erősítő összegező bemenetére van csatlakoztatva. Az Rb0 ... Rbn_j ellenállások másik kapcsa a Ti...Tn alaptagok kimenetére van kapcsolva, mégpedig az Rbn_t ellenállás a Ti alaptag kimenetére, az Rbn_2 ellenállás a T2 alaptag kimenetére, az Rb„_3 ellenállás a T3 alaptag kimenetére, az Rbn_4 ellenállás a T4 alap tag kimenetére stb., az Rb0 ellenállás pedig a T„ alaptag kimenetére. A találmány szerint valamennyi Tt ... T„ alaptag végtelen pólusjósági tényezőjű sávszűrő. Amint az a hálózatelméletből ismeretes, a pólusoknak és zérusoknak az s komplex frekvenciasíkon való elhelyezkedése meghatározza a sávszűrőt. A 4. ábrán az s komplex frekvencia j w és a tengelyű síkján 4A és 4B pólusokból álló póluspár kapcsán szemléltetjük az cop pólusfrekvenciát és a Qp pólusjósági tényezőt, amely két paraméter meghatározza a póluspár elhelyezkedését az s komplex frekvenciasíkon. A pólusfrekvencia up= I PU a pólusjósági tényező pedig ÍP I QP =--------— . (1) —2Re(P) Látható az (1) definícióból, hogy a pólusjósági tényező olyan póluspár esetén lesz végtelen értékű, amely a jco tengelyre esik. A 4. ábrán ilyen póluspárt képeznek a 3A és 3B pólusok. Az ábrázolt kivitelben valamennyi T, ... T„ alaptag pozitív erősítésű sávszűrő, amelynek átviteli függvénye 8 • s ahol 5 a sávszűrő sávszélessége, s pedig a komplex frekvencia. Ily módon az A1 erősítő fázisfordítása következtében mindegyik visszacsatolás negatív lesz. A H visszacsatoló hálózat Rb„ ... Rb„_i ellenállásainak normalizált értékét, éppen a végtelen pólusjósági tényezőjű Tt ... Tn alaptagok következtében, a T(s) átviteli függvényű megvalósítandó szűrő aluláteresztő referensének TLP(s) átviteli függvényéből közvetlenül meghatározhatjuk. Legyen az aluláteresztő referens átviteli függvénye 1 TLP(s) = K-------------------------------------------- (3) b0+b1s + b2S2+bn_1sn~1 +b„sn ahol b0, b,, b2...bn_j és bn a törtfüggvény nevezőjének együtthatói, n a nevező fokszáma, K pedig az erősítési tényező. Az Rb0 ... Rbn_! ellenállások normalizált értéke az alábbi összefüggés szerint adódik: bn Rb„_i=-----(4) b„_i ahol i = 1, 2,... n. A '2. ábrán a találmány szerinti szűrő egy elliptikus karakterisztikájú kiviteli alakjának tömbvázlata látható. Egy megvalósítható elliptikus sávszűrő csillapítási karakterisztikáját a 6. ábrán szemléltetjük, ahol a dB-ben mért a csillapítás van ábrázolva az f frekvencia függvényében, és f„ a sávszűrő középfrekvenciája. A 2. ábrán az azonos funkciójú elemeket ugyanazzal a megjelöléssel láttuk el, mint az 1. ábrán. Ennél a kivitelnél is valamennyi Ti ... Tn alaptag pozitív erősítésű sávszűrő a (2) összefüggés szerinti átviteli függvénnyel. Az utolsó T„ alaptag kimenete és a szűrő 2 kimenete közé itt egy további S2 összegező fokozat van beiktatva, amely az egyes T, ... T„ alaptagok kimenetén levő jelek súlyozott összegét állítja elő. A szűrő kimeneti jelének ily módon való előállításával étjük el az általános, elliptikus csillapítási karakterisztikát. Az S2 összegező fokozat R3 ellenállással visszacsatolt műveleti A2 erősítőt tartalmaz. A kapcsolásban minden második alap tag kimenetére van összegező Ra„, Raj ... Ra,,^ ellenállás csatlakoztatva, az Ra,,, ellenállás pedig az első T] alaptag bemenetére van csatlakoztatva. Az Ra« ... Rágj ellenállások normalizált értékét, a találmány szerbit a végtelen pólusjósági tényezőjű Ti, • • • T„ alaptagok következtében, az aluláteresztő referens TLP(s) átviteli függvényéből közvetlenül meghatározhatjuk. Legyen az aluláteresztő referens átviteli függvénye TLP(s) = 1 +a2s2 +34S4 + ... + am_2Sm-2 + amsm = K--------------------------------------------------------b0 + bts + bjs* + ... + bn_1sn~1 + b„sn (5) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 <0 65 3
