[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2438233C1 - Strip active piezoelectric filter with constant input resistance - Google Patents

Strip active piezoelectric filter with constant input resistance Download PDF

Info

Publication number
RU2438233C1
RU2438233C1 RU2010113706/28A RU2010113706A RU2438233C1 RU 2438233 C1 RU2438233 C1 RU 2438233C1 RU 2010113706/28 A RU2010113706/28 A RU 2010113706/28A RU 2010113706 A RU2010113706 A RU 2010113706A RU 2438233 C1 RU2438233 C1 RU 2438233C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
filter
resistor
operational amplifier
resistors
Prior art date
Application number
RU2010113706/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010113706A (en
Inventor
Игорь Михайлович Ясинский (RU)
Игорь Михайлович Ясинский
Андрей Николаевич Яковлев (RU)
Андрей Николаевич Яковлев
Лилия Владиславовна Насонова (RU)
Лилия Владиславовна Насонова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП)
Priority to RU2010113706/28A priority Critical patent/RU2438233C1/en
Publication of RU2010113706A publication Critical patent/RU2010113706A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2438233C1 publication Critical patent/RU2438233C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: strip active piezoelectric filter with constant input resistance includes differential operating amplifiers with negative feedback 1, 2, piezoelectric resonators 3, 5, 7, 10 and resistors 4, 6, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15.
EFFECT: providing input resistance not depending on frequency.
2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано для селекции сигналов в блоках ПЧ профессиональных радиоприемных устройств.The proposed device relates to electronics and can be used for signal selection in the IF blocks of professional radio receivers.

Известен полосовой активный пьезоэлектрический фильтр [1], выполненный на двух операционных усилителях с дифференциальным входом, к неинвертирующим входам каждого из операционных усилителей подключены пьезорезонатор и резистор, при этом вторые выводы пьезорезонаторов соединены с входной потенциальной клеммой фильтра, а вторые выводы резисторов соединены с общей шиной, к каждому из выходов операционных усилителей подключен пьезорезонатор, вторые выводы которых через один резистор соединены с общей шиной и через другой - с выходной клеммой фильтра.Known band-pass active piezoelectric filter [1], made on two operational amplifiers with a differential input, a piezo resonator and a resistor are connected to the non-inverting inputs of each of the operational amplifiers, while the second leads of the piezoelectric resonators are connected to the input potential terminal of the filter, and the second leads of the resistors are connected to a common bus , a piezoresonator is connected to each of the outputs of the operational amplifiers, the second conclusions of which are connected through a resistor to a common bus and through the other to an output glue mm filter.

Этот фильтр является наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству и выбран в качестве прототипа. Фильтр-прототип реализует передаточную функцию полосовой цепи четвертого порядка, обеспечивает высокую избирательность и высокий динамический диапазон. Недостатком его является то, что его входное сопротивление является частотно-зависимым и в ряде случаев требует применения дополнительных устройств сопряжения с аппаратными средствами, в которых он применяется.This filter is the closest analogue to the proposed device and is selected as a prototype. The prototype filter implements the transfer function of the fourth-order strip chain, provides high selectivity and high dynamic range. Its disadvantage is that its input impedance is frequency-dependent and in some cases requires the use of additional devices for interfacing with the hardware in which it is used.

Задача изобретения - получение фильтра, имеющего постоянное, не зависящее от частоты входное сопротивление.The objective of the invention is to obtain a filter having a constant, frequency-independent input impedance.

Поставленная задача решается тем, что в фильтр, содержащий первый и второй дифференциальные операционные усилители с отрицательными обратными связями, к неинвертирующему входу первого операционного усилителя подключен первый пьезорезонатор, второй вывод которого соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, и первый резистор, второй вывод которого соединен с общей шиной, к неинвертирующему входу второго операционного усилителя подключены второй пьезорезонатор, второй вывод которого подключен к входной потенциальной клемме фильтра, и второй резистор, второй вывод которого соединен с общей шиной, к выходу первого операционного усилителя подключен третий пьезорезонатор, второй вывод которого соединен с третьим и четвертым резисторами, к выходу второго операционного усилителя подключен четвертый пьезорезонатор, второй вывод которого соединен с пятым и шестым резисторами, при этом вторые выводы третьего и пятого резисторов соединены с выходной потенциальной клеммой фильтра, а вторые выводы четвертого и шестого резисторов соединены с общей шиной, инвертирующие входы операционных усилителей соединены через седьмой резистор, дополнительно введены восьмой и девятый резисторы, восьмой резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, девятый резистор подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, вторые выводы восьмого и девятого резисторов соединены и подключены к входной потенциальной клемме фильтра.The problem is solved in that in the filter containing the first and second differential operational amplifiers with negative feedbacks, a first piezoelectric resonator is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of which is connected to the input potential terminal of the filter, and the first resistor, the second output of which is connected to a common bus, a second piezoelectric resonator is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier, the second output of which is connected to the input potential terminal of the fil tra, and a second resistor, the second output of which is connected to a common bus, a third piezoresonator is connected to the output of the first operational amplifier, a second output of which is connected to the third and fourth resistors, a fourth piezoresonator is connected to the output of the second operational amplifier, the second output of which is connected to the fifth and sixth resistors, while the second terminals of the third and fifth resistors are connected to the output potential terminal of the filter, and the second terminals of the fourth and sixth resistors are connected to a common bus, inverting moves the operational amplifiers are connected via a seventh resistor, further introduced eighth and ninth resistors, the eighth resistor is connected to the inverting input of the first operational amplifier, a ninth resistor connected to the inverting input of the second operational amplifier, the second terminals of the eighth and ninth resistors are connected and are connected to the filter input potential terminal.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены восьмой и девятый резисторы, при этом восьмой резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, девятый резистор подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, вторые выводы восьмого и девятого резисторов подключены к входной потенциальной клемме фильтра.Comparative analysis shows that the claimed technical solution differs from the prototype in that the eighth and ninth resistors are additionally introduced into the device, while the eighth resistor is connected to the inverting input of the first operational amplifier, the ninth resistor is connected to the inverting input of the second operational amplifier, second conclusions of the eighth and ninth resistors are connected to the input potential terminal of the filter.

При сравнении заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими известными в науке и технике техническими решениями, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.When comparing the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions known in science and technology, no solutions were found that have similar characteristics.

На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из первого операционного усилителя 1 и второго операционного усилителя 2, к неинвертирующему входу первого операционного усилителя подключен первый пьезорезонатор 3 и первый резистор 4, к неинвертирующему входу второго операционного усилителя подключен второй пьезорезонатор 5 и второй резистор 6, вторые выводы пьезорезонаторов 3 и 5 соединены с входной потенциальной клеммой фильтра, вторые выводы резисторов 4 и 6 соединены с общей шиной, к выходу первого операционного усилителя подключен третий пьезорезонатор 7, вторым выводом подключенный к третьему резистору 8 и четвертому резистору 9, выход второго операционного усилителя подключен к четвертому пьезорезонатору 10, второй вывод которого соединен с пятым резистором 11 и шестым резистором 12, вторые выводы резисторов 8 и 11 соединены с выходной потенциальной клеммой фильтра, вторые выводы резисторов 9 и 12 соединены с общей шиной, инвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены через седьмой резистор 13, дополнительный восьмой резистор 14 соединяет инвертирующий вход первого операционного усилителя с входной потенциальной клеммой фильтра, дополнительный девятый резистор 15 соединяет инвертирующий вход второго операционного усилителя с входной потенциальной клеммой фильтра.Figure 1 shows the electrical diagram of the proposed device. The device consists of a first operational amplifier 1 and a second operational amplifier 2, a first piezoresonator 3 and a first resistor 4 are connected to a non-inverting input of the first operational amplifier, a second piezoresonator 5 and a second resistor 6 are connected to a non-inverting input of a second operational amplifier, the second terminals of piezoresonators 3 and 5 are connected with the input potential terminal of the filter, the second terminals of resistors 4 and 6 are connected to a common bus, the third piezoelectric resonator 7 is connected to the output of the first operational amplifier, the second connected to the third resistor 8 and the fourth resistor 9, the output of the second operational amplifier is connected to the fourth piezoresonator 10, the second output of which is connected to the fifth resistor 11 and the sixth resistor 12, the second conclusions of the resistors 8 and 11 are connected to the output potential terminal of the filter, the second conclusions of the resistors 9 and 12 are connected to a common bus, the inverting inputs of the first and second operational amplifiers are connected through the seventh resistor 13, an additional eighth resistor 14 connects the inverting input of the first operation amplifier with the input potential terminal of the filter, an additional ninth resistor 15 connects the inverting input of the second operational amplifier to the input potential terminal of the filter.

Для пояснения работы устройства рассмотрим схему, приведенную на фиг.2. С учетом обозначений проводимостей и нумерации узлов, приведенных на фиг.2, запишем матрицу проводимостей этой схемы.To explain the operation of the device, consider the circuit shown in figure 2. Given the designations of the conductivities and the numbering of the nodes shown in figure 2, we write the conductivity matrix of this circuit.

  1one 22 33 4four 55 66 77 1one Y1+Y2+2gY 1 + Y 2 + 2g -Y1 -Y 1 -Y2 -Y 2 -g-g -g-g 00 00 22 -Y1 -Y 1 Y1+gY 1+ g 00 00 00 00 00 33 -У2 -U 2 00 Y2+gY 2+ g 00 00 00 00 4four -g-g 00 00 g0+2gg 0 + 2g -g0 -g 0 -g-g 00 55 -g-g 00 00 -g0 -g 0 g0+2gg 0 + 2g 00 -g-g 66 00 -1-one 00 +1+1 00 00 00 77 00 00 -1-one 00 +1+1 00 00

Вычислив определители матрицы Δ, Δ11, Δ17, Δ16 при условии, что g0>>g, получим:Having calculated the determinants of the matrix Δ, Δ 11 , Δ 17 , Δ16, provided that g 0 >> g, we obtain:

Δ=2g3(Y1+g)(Y2+g);Δ = 2g 3 (Y 1 + g) (Y 2 + g);

Δ11=g2(Y1+g)(Y2+g);Δ 11 = g 2 (Y 1 + g) (Y 2 + g);

Δ17=g2g0(Y2-Y1)+g3;Δ 17 = g 2 g 0 (Y 2 -Y 1 ) + g 3 ;

Δ16=-g2g0(Y2-Y1)+g3.Δ 16 = -g 2 g 0 (Y 2 -Y 1 ) + g 3 .

Используя известные правила нахождения входного сопротивления и передаточных функций по матрице проводимостей четырехполюсника [2], получим:Using the well-known rules for finding the input resistance and transfer functions in the conductivity matrix of a four-terminal network [2], we obtain:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

Здесь Zвх - входное сопротивление цепи в первом узле, T17(T16) - передаточная функция цепи в седьмом (шестом) узлах относительно первого узла.Here Z I - input circuit resistance in the first node, T 17 (T 16 ) - transfer function of the circuit in the seventh (sixth) nodes relative to the first node.

Таким образом, входное сопротивление фильтра схемы не зависит от параметров реактивных составляющих элементов, входящих в ее состав, и равно половине сопротивления резисторов 4, 6, 13, 14, передаточные функции Т16 и T17 равны по модулю и соответствуют передаточной функции симметричной мостовой цепи, в одной ветви которой включена проводимость Y1, в другой - проводимость Y2, нагруженной на сопротивление

Figure 00000003
.Thus, the input impedance of the filter of the circuit does not depend on the parameters of the reactive component elements included in its composition, and is equal to half the resistance of the resistors 4, 6, 13, 14, the transfer functions T 16 and T 17 are equal in magnitude and correspond to the transfer function of a symmetric bridge circuit , in one branch of which the conductivity Y 1 is turned on , in the other - the conductivity of Y 2 loaded on the resistance
Figure 00000003
.

Поскольку напряжение на выходе первого операционного усилителя равно по величине и противоположно по знаку напряжению на выходе второго операционного усилителя, то часть схемы, выполненная на пьезорезонаторах 7, 10 и резисторах 8, 9, 11, 12, реализует также передаточную функцию симметричной мостовой цепи, передаточная функция которой равнаSince the voltage at the output of the first operational amplifier is equal in magnitude and opposite in sign to the voltage at the output of the second operational amplifier, the part of the circuit made on piezoresonators 7, 10 and resistors 8, 9, 11, 12 also implements the transfer function of the symmetric bridge circuit, the transfer whose function is equal to

Figure 00000004
Figure 00000004

Здесь Y3 и Y4 - проводимости пьезорезонаторов 7 и 10, а проводимость

Figure 00000005
(при условии, что проводимость резисторов 8 и 11 равна g7, проводимости резисторов 9 и 12 равны g8, проводимость нагрузки, подключенной к выходным зажимам, равна gн).Here Y 3 and Y 4 are the conductivities of the piezoresonators 7 and 10, and the conductivity
Figure 00000005
(provided that the conductivity of resistors 8 and 11 is g 7 , the conductivity of resistors 9 and 12 are g 8 , the conductivity of the load connected to the output terminals is g n ).

Результирующая передаточная функция фильтра определяется произведением Т17 и T2 The resulting transfer function of the filter is determined by the product of T 17 and T 2

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

и, следовательно, соответствует двум каскадно включенным мостовым фильтрам, содержащим по одному пьезорезонатору в каждой из ветвей, как и в фильтре-прототипе. В отличие от прототипа входное сопротивление предлагаемого фильтра будет постоянным и активным.and, therefore, corresponds to two cascade-switched bridge filters containing one piezoresonator in each of the branches, as in the prototype filter. In contrast to the prototype, the input impedance of the proposed filter will be constant and active.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2168850 «Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр» от 13.03.2000 г. Авторы: Яковлев А.Н., Ясинский И.М.1. RF patent No. 2168850 “Active band-pass piezoelectric filter” dated March 13, 2000. Authors: Yakovlev AN, Yasinsky IM

2. Сигорский В.П. Анализ электронных схем. Киев, Гостехиздат УССР, 1964.2. Sigorsky V.P. Analysis of electronic circuits. Kiev, Gostekhizdat of the USSR, 1964.

Claims (1)

Полосовой активный пьезоэлектрический фильтр с постоянным входным сопротивлением, содержащий первый и второй дифференциальные операционные усилители с отрицательной обратной связью, к неинвертирующему входу первого операционного усилителя подключены первый пьезорезонатор, второй вывод которого соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, и первый резистор, второй вывод которого соединен с общей шиной, к неинвертирующему входу второго операционного усилителя подключены второй пьезорезонатор, второй вывод которого соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, и второй резистор, второй вывод которого соединен с общей шиной, к выходу первого операционного усилителя подключен третий пьезорезонатор, второй вывод которого подключен к третьему и четвертому резисторам, выход второго операционного усилителя подключен к четвертому пьезорезонатору, второй вывод которого подключен к пятому и шестому резисторам, вторые выводы третьего и пятого резисторов соединены и подключены к выходной потенциальной клемме фильтра, вторые выводы четвертого и шестого резисторов подключены к общей шине, инвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены через седьмой резистор, отличающийся тем, что в фильтр введены дополнительно восьмой и девятый резисторы, при этом восьмой резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, девятый резистор подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, вторые выводы восьмого и девятого резисторов соединены и подключены к входной потенциальной клемме фильтра. A bandpass active piezoelectric filter with constant input resistance, containing the first and second differential operational amplifiers with negative feedback, the first piezoelectric resonator is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of which is connected to the input potential terminal of the filter, and the first resistor, the second output of which is connected to a common bus, to the non-inverting input of the second operational amplifier are connected a second piezoresonator, the second output of which is connected to a potential filter input terminal, and a second resistor, the second output of which is connected to a common bus, a third piezoresonator is connected to the output of the first operational amplifier, the second output of which is connected to the third and fourth resistors, the output of the second operational amplifier is connected to the fourth piezoresonator, the second output of which is connected to to the fifth and sixth resistors, the second terminals of the third and fifth resistors are connected and connected to the output potential terminal of the filter, the second terminals of the fourth and sixth resistor in connected to a common bus, the inverting inputs of the first and second operational amplifiers are connected through a seventh resistor, characterized in that the eighth and ninth resistors are added to the filter, while the eighth resistor is connected to the inverting input of the first operational amplifier, the ninth resistor is connected to the inverting input of the second operational amplifier, the second conclusions of the eighth and ninth resistors are connected and connected to the input potential terminal of the filter.
RU2010113706/28A 2010-04-07 2010-04-07 Strip active piezoelectric filter with constant input resistance RU2438233C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113706/28A RU2438233C1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Strip active piezoelectric filter with constant input resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113706/28A RU2438233C1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Strip active piezoelectric filter with constant input resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010113706A RU2010113706A (en) 2011-10-20
RU2438233C1 true RU2438233C1 (en) 2011-12-27

Family

ID=44998688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010113706/28A RU2438233C1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Strip active piezoelectric filter with constant input resistance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2438233C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010113706A (en) 2011-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sotner et al. Z-copy controlled-gain voltage differencing current conveyor: advanced possibilities in direct electronic control of first-order filter
Gupta et al. VDTA based electronically tunable voltage-mode and trans-admittance biquad filter
Uygur et al. Multi-input multi-output CDTA-based KHN filter
Lamun et al. Single VDCC-based current-mode universal biquadratic filter
Singh et al. A novel fully differential current mode universal filter
Khatib et al. New voltage mode universal filter based on promising structure of voltage differencing buffered amplifier
Horng Voltage-mode universal biquad with five inputs and two outputs using two current feedback amplifiers
Herencsar et al. A new electronically tunable voltage-mode active-C phase shifter using UVC and OTA
Srivastava et al. Compact Lossy Inductance Simulators With Electronic Control.
De Marcellis et al. NIC-based capacitance multipliers for low-frequency integrated active filter applications
RU2438233C1 (en) Strip active piezoelectric filter with constant input resistance
Uttaphut New current-mode multiphase sinusoidal oscillators based on CCCCTA-based lossy integrators
RU2591659C1 (en) Generator of hyperchaotic oscillations
RU2664412C1 (en) Generator of hyperchaotic oscillations
Kumngern et al. Current-tunable current-mode multifunction filter employing a modified CCCCTA
Rathore et al. CFA‐based grounded‐capacitor operational simulation of ladder filters
Gupta et al. CDBA based current instrumentation amplifier
KR102685321B1 (en) Bioelectrical amplifier with tunable bandwidth
RU2744648C1 (en) Hyperchaotic oscillation generator
Maheshwari et al. Versatile Voltage-Mode Universal Filter Using Differential Difference Current Conveyor.
RU2340079C1 (en) Active band-pass piezoelectric filter
Koksal et al. A new second-order multi-mode multi-funtion filter using a single CDBA
Gupta et al. High CMRR wide bandwidth instrumentation amplifier based on VDBA
ABUELMA'ATTI et al. New CFOA-Based Lossless Floating Inductor and Capacitance/Resistance Multipliers for Low Frequency Applications.
Aqueel et al. Subthreshold CMOS low-transconductance OTA for powerline interference elimination notch

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140408