Полосовой активный RC-фильтр c линейно перестраиваемой добротностью

Приведена методика разработки и моделирования активного полосно-пропускающего RC-фильтра второго порядка с линейно перестраиваемой добротностью и независимой перестройкой в широких пределах резонансной частоты и коэффициента передачи. Перестраиваемый активный полосно-пропускающий RC-фильтр требуется для селективной обработки электрических сигналов в радиотехнических системах и устройствах, а также в информационно-измерительных комплексах, акустической и гидроакустической аппаратуре, включая приборы для анализа шумов и вибраций, а также в эквалайзерах для выделения полезных сигналов.

Фильтр построен на основе активного корректирующего звена второго порядка с использованием перестраиваемой RC-схемы T-моста. Получены расчетные формулы для параметров фильтра: резонансной частоты, полюсной добротности и коэффициента передачи. Показано, что в схеме фильтра эти параметры могут в широких пределах независимо перестраиваться. Резонансная частота фильтра перестраивается с помощью сдвоенных переменных резисторов при сохранении постоянства добротности и коэффициента передачи. Полюсная добротность регулируется изменением сопротивления переменного резистора при сохранении коэффициента передачи и резонансной частоты. Коэффициент передачи изменяется с помощью другого переменного резистора.

Приведены выводы выражений для перестраиваемых параметров предложенной схемы полоснопропускающего активного RС-фильтра, подтверждающие произведенные исследования, а также представлены частотные характеристики фильтра и графики перестраиваемых параметров. Реализация фильтра подтверждена моделированием с использованием программных средств MicroCap10.

1. Kureve T. D., Mise J. A., Atsuwe B. A. Implementation of an Active RC Band-Pass Filter at Varying Quality Factors Using Matlab // Int. j. of scientific & Technology research. 2014. Vol. 3, iss. 5. P. 350–352.

2. Raut R., Swamy M. N. S. Modern Analog Filter Analysis and Design: a Practical Approach. Weinheim: Wiley-Vch Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010. 364 p.

3. A Widely Tunable Active-RC Complex Filter for MultiMode Wireless Receivers with Automatic Frequency Tuning / Wanga Ruoyu, Min Lin, Hongmin Wang, Shulong Sun // IEICE Electronics Express. 2016. Vol. 13, № 18. P. 20160764.

4. Mohan P. V. A. VLSI Analog Filters/ Active RC, OTAC and SC. New York: Springer Science Business Media, 2013. 618 p. (Modeling and Simulation in Science, Engineering and Technology).

5. Thede L. Practical Analog and Digital Filter DesignDSP-Book. Norwood: Artech House, 2004. 277 p.

6. Winder S. Analog and digital filter design. 2nd ed. Boston London: Elsevier Science, 2002. 458 p.

7. Active Filters. URL: http://cas.ee.ic.ac.uk/people/dario/files/E22/L7-Active%20Filters.pdf (дата обращения: 14.04.2018).

8. Zin Ma Ma Myo, Zaw Min Aung, Zaw Min Naing. Design and Implementation of Active Band-Pass Filter for Low Frequency RFID (Radio Frequency Identification) System // Proc. of the Int. Multi Conf. of Engineers and Computer Scientists. March 18–20, 2009, Hong Kong. IMECS, 2009. Vol. I. URL: http://studylib.net/doc/18715629/design-and-implementation-of-active-band (дата обращения: 16.04.2018).

9. Abdul Hussein Adul Zehra Abd. Design and Simulation of 4th Order Active Band-Pass Filter Using Multiple Feed Back And Sallen-Key Topologies // J. of Babylon University, Engineering Sciences. 2014. Vol. 22, № 2. Р. 463–473.

10. Rana S., Dev Sharma K., Pal K. A High Q Band Pass Filter Using Two Operational Amplifiers // J. of Physical Sciences. 2007. Vol. 11. P. 133–138.

11. Soliman A. M., Huelsman K. Newcomb Filter Generation and Op Amp Realizations // J. of Circuits, Systems, and Computers. 2008. Vol. 17, № 4. P. 637–658.

12. Линейные схемы. Руководство по проектированию / пер. с англ. под ред. Х. Цумбалева. М.: Техносфера, 2011. 1128 с.

13. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: в 2 т. Т. 2 / пер. с нем. М.: Додэка-XXI, 2008. 942 с.

14. Пат. RU 2150782 C1. МПК H03H11/12 (2000.01). Полосовой ARC-фильтр с пониженнием частоты полюса / Ю. И. Иванов; опубл. 10.06.2000. Бюл. № 16.

15. Пат. RU 2110140 C1 МПК H03H11/04 (1995.01). Перестраиваемый активный RC-фильтр / С. В. Гришин, Ю. И. Иванов, С. Г. Крутчинский; опубл. 27.04.98.

16. Свид. на полезную модель СССР 1737706. МПК H03H 11/12. Полосовой активный RC-фильтр / А. С. Коротков, Л. Р. Ниеми; опубл. 30.05.92. Бюл. № 20.

17. А. с. СССР 1688387 МКИ H03H11/12. Активный RC-фильтр / С. В. Гришин, С. Г. Крутчинский, С. В. Сердюков; опубл. 30.10.91. Бюл. № 40.

18. Иншаков Ю. М., Белов А. В. Перестраиваемый активный амплитудный RC-корректор // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2017. № 4. С. 66–70.