Schaltung zur Realisierung von Alipässen 2. Grades in aktiver RC -Technik
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Realisierung von Allpässen 2. Grades in
aktiver RC-Technik mit Hilfe von rückgekoppelten Verstärkern.Circuit for the realization of 2nd degree ali passes in active RC technology
The invention relates to a circuit for realizing 2nd degree all-passes in
active RC technology with the help of feedback amplifiers.
Es sind bereits Schaltungen bekannt, die Allpässe in aktiver RC-Technik
mit rückgekoppelten Verstärkern realisieren. In einer ersten bekannten Lösung (Ericsson
Technics, Vol. 23 (1967) Na 2, S. 193-195) wird jedoch vom Prinzip der negativen
Vorwärtskopplung Gebrauch gemacht. Die Eingangsspannung des Allpasses muß dabei
in zwei Phasenlagen vorhanden sein, wobei eine Spannung um 180 Grad gegenüber der
anderen verschoben ist, was z.B. durch einen weiteren Verstärker geschehen kann.
Eine weitere bekannte Lösung (Electronics Letters, Vol. 4 (1968), No. 2, S, 37-38)
benötigt zwar nur eine Eingangsspannung, jedoch ebenfalls zwei Verstärker zur Realisierung
eines Allpasses vom Grade 2. In einer dritten bekannten Lösung (Proc. IEE, Vol.
114 (1967), No. 12, 5. 1871-1872) wird ein Differenzverstärker mit zwei Eingängen
und einem Ausgang bzw. einem Eingang und zwei Ausgängen benötigt.Circuits are already known that use all-passes in active RC technology
realize with feedback amplifiers. In a first known solution (Ericsson
Technics, Vol. 23 (1967) Na 2, pp. 193-195) is based on the principle of negative
Feed forward made use. The input voltage of the all-pass must be
be present in two phases, with a voltage 180 degrees compared to the
other is shifted, which can e.g. be done by an additional amplifier.
Another known solution (Electronics Letters, Vol. 4 (1968), No. 2, S, 37-38)
requires only one input voltage, but also two amplifiers for implementation
of an all-pass grade 2. In a third known solution (Proc. IEE, Vol.
114 (1967), no. 12, 5. 1871-1872) is a differential amplifier with two inputs
and one output or one input and two outputs.
Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, einen Allpaß vom
Grade 2 in aktiver RC-Technik mit nur einem Verstärker geringer Verstärkung zu realisieren,
der folgende Eigenschaften
besitzt: Der Verstärker soll nur einen
Eingang und einen Ausgang besitzen. Die Allpaßschaltung soll nur mit einer Eingangs
spannung betrieben werden. Durch Schaltelemente-Toleranzen hervorgerufene Dämpfungs-
und Phasenverzerrungen sollen abgleichbar sein. An den Allpaß sollen ohne Trennverstärker
weitere Schaltungen ankoppelbar sein.The invention is based on the object of an all-pass from
Realizing grade 2 in active RC technology with only one low-gain amplifier,
the following properties
owns: The amplifier should only have one
Have an input and an output. The all-pass circuit should only have one input
voltage can be operated. Damping caused by switching element tolerances
and phase distortions should be adjustable. The Allpass should be without an isolating amplifier
further circuits can be coupled.
Diese Aufgabe wird durch die Schaltung nach der Erfindung ge löst.
Diese ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß von der Eingangsklemme der
Allpaßschaltung zwei Übertragungswege zum Eingang eines nichtinvertierenden Spannungsverstärker
führen, wobei der eine Weg aus einer ersten T^Schaltung mit zwei Widerständen im
Längszweig und einem Kondensator im Querzweig vom Verbindungsknoten der beiden Widerstände
zur Erdklemme und der andere Weg aus einer zweiten T-Sch::ltung mit -zwei Kondensatoren
im Längszweig und einem Widerstand im Querzweig -vom Verbindungsknoten der beiden
Kondensatoren- zur Erdklemme besteht, und daß von der Ausgangsklee. des Verstärkers
ein Kondensator zum Verbindungsknoten der Widerstände der ersten T-Schaltung und
ein Widerstand zum Verbindungsknoten der- Kondensatoren der zweiten T-Schaltung
zurückführt.This object is achieved by the circuit according to the invention.
This is characterized according to the invention that of the input terminal of the
All-pass circuit two transmission paths to the input of a non-inverting voltage amplifier
lead, one way from a first T ^ circuit with two resistors in the
Series branch and a capacitor in the cross branch from the connection node of the two resistors
to the earth terminal and the other way from a second T-circuit with two capacitors
in the longitudinal branch and a resistance in the transverse branch -from the connection node of the two
Capacitors to the earth terminal, and that from the output clover. of the amplifier
a capacitor to the junction of the resistors of the first T-circuit and
a resistor to the junction of the capacitors of the second T-circuit
returns.
Im folgenden wird die in der Figur beispielsweise dargestellte Schaltung
nach der Erfindung näher--beschrieben. Sie besteht aus einem nichtinvertierenden
Spannungsverstärker V mit der Verstärkung v = 1, der einen sehr großen (im Idealfall
unendlich großen) Eingangsscheinwiderstand und einen verschwindenden
Ausgangsscheinwiderstand
besitzt, und einem RC-Netzwerk. Letzteres besitzt von er Eingangsklemme 1 der Allpaßschaltung
zwei Übertragungswege zum Eingang des Verstärkers, wobei der eine Weg aus einer
T-Schaltung mit zwei Widerständen R1 und R2 im Längszweig und einem Kondensator
C4 im Querzweig vom Verbindungsknoten 2 der beiden Widerstände R1 und R2 zür Erdklemme
6 und der andere Weg aus einer T-Schaltung mit zwei Kondensatoren C1 und C2 im Längszweig
und einem Widerstand R4 im Querzweig vom Verbindungsknoten 3 der beiden Kondensatoren
Cl und C2 zur Erdklemme 6 besteht. Von der Ausgangsklemme 5 des Verstärkers führt
ein Kondensator C3 zum Verbindungsknoten 2 der Widerstände Rt und R2 und ein Widerstand
R3 sum Verbindungsknoten 3 der gondensatoren Cl und C2 zurück.In the following, the circuit shown as an example in the figure
according to the invention in more detail - described. It consists of a non-inverting
Voltage amplifier V with gain v = 1, which has a very large (ideally
infinitely large) input impedance and a vanishing
Output impedance
owns, and an RC network. The latter has input terminal 1 of the all-pass circuit
two transmission paths to the input of the amplifier, one path from one
T-circuit with two resistors R1 and R2 in the series branch and a capacitor
C4 in the shunt branch from connection node 2 of the two resistors R1 and R2 to the earth terminal
6 and the other way from a T-circuit with two capacitors C1 and C2 in the series branch
and a resistor R4 in the shunt arm from connection node 3 of the two capacitors
Cl and C2 to earth terminal 6 exist. Leads from output terminal 5 of the amplifier
a capacitor C3 to junction 2 of resistors Rt and R2 and a resistor
R3 sum connection node 3 of the capacitors C1 and C2 back.
Durch Schaltelemente-Toleranzen treten in der beschriebenen Schaltung
frequenzabhängige Abweichungen der Phase #(#) des Allpasses auf, die dort am größten
sind, wo der Differentialquotient d#/d# sein Maximum hat.Diese Phasenabweichungen
lassen sich jedoch gemaß einer Weiterbildung der Erfindung bei entsprechender Bemessung
der Schaltung durch Änderung der Schaltelemente R2 oder C2 abgleichen. Diese Schaltelemente
besitzen im Maximum des Differentialquotienten d#/d# ein Maximum der Phasenempfindlichkeit
und eine verschwindende Däinpfungsempfindlichkeit. In einem typischen Beispiel betrug
die Dämpfungsabweichung bei einer Änderung der genannten Schaltelemente um 1 % maximal
0,005 N, die Phasenabweichung jedoch maximal 6 Grad.Switching element tolerances occur in the described circuit
frequency-dependent deviations of phase # (#) of the all-pass filter, which are greatest there
are where the differential quotient d # / d # has its maximum. These phase deviations
can, however, according to a further development of the invention with appropriate dimensioning
adjust the circuit by changing the switching elements R2 or C2. These switching elements
have a maximum of the phase sensitivity in the maximum of the differential quotient d # / d #
and a vanishing sensitivity to dampening. In a typical example, it was scam
the attenuation deviation with a change of the mentioned switching elements by 1% maximum
0.005 N, the phase deviation, however, a maximum of 6 degrees.
Durch Schaltelemente-Toleranzen treten in der beschriebenen Schaltung
jedoch auch Dämpfungsverzerrungen auf, die ebenfalls dort am größten sind, wo der
Differentialquotient d/dx sein Maximum besitzt. Diese Dämpfungsabweichungen lassen
sich gemäß weiterer Erfindung in gewissen Bereichen durch Änderung des Verstärkungsfaktors
v des Verstärkers V abgleichen. Der Verstärkungsfaktor v besitzt im Maximum-des
Differentialquotienten d#/d# sein Maximum der Dämpfungsempfindlichkeit, seine Phasenempfindlichkeit
geht in diesem Punkte jedoch durch Null.Switching element tolerances occur in the described circuit
but also attenuation distortion, which is also greatest where the
Differential quotient d / dx has its maximum. Leave these attenuation deviations
According to a further invention in certain areas by changing the gain factor
Adjust v of amplifier V. The gain factor v has a maximum of -des
Differential quotient d # / d # its maximum of the attenuation sensitivity, its phase sensitivity
however, goes through zero on this point.