Лестничные полосовые активные фильтры на

УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
ЗО МИН АУНГ, В.В. МАСЛЕННИКОВ, Е.И. МАЛЬЦЕВА
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ЛЕСТНИЧНЫЕ ПОЛОСОВЫЕ АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ
НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
В докладе рассматриваются возможности использования специализированных
усилителей, выполненных на основе аналогового базового матричного кристалла
(АБМК), при проектировании лестничных полосовых активных фильтров с
поэлементной имитацией и расширенным динамическим диапазоном [1-3].
Проектирование лестничных полосовых активных фильтров с
поэлементной имитацией и расширенным динамическим диапазоном
приводит к необходимости использования большого числа микросхем
операционных усилителей (ОУ), которые потребляют большую
мощность. Если вместо микросхем ОУ для реализации данных фильтров
использовать
более простые специализированные усилители,
выполненные на основе аналогового базового матричного кристалла, то
потребляемая мощность и их стоимость могут быть уменьшены. Кроме
того, если несколько усилителей реализовать на одном АБМК, то при
реализации фильтров высокого порядка необходимое количество
используемых корпусов микросхем также можно уменьшить.
Специализированные усилители, представляющие собой упрощенные
схемы ОУ, имеют параметры заведомо хуже, чем параметры современных
микросхем ОУ. Поэтому с использованием пакета программ Orcad были
проведены исследования влияния следующих параметров ОУ: входного
сопротивления (Rвх), выходного сопротивления (Rвых) и коэффициента
усиления (K); на амплитудно-частотные характеристики фильтра. В
качестве объекта исследования был выбран полосовой фильтр 6-го
порядка [1], имеющий три максимума АЧХ в полосе пропускания. При
этом полагалось, что при ухудшении параметров усилителей, на которых
он построен, отношение наибольшего отклонения боковых пиков от
коэффициента передачи на центральной частоте не должно превышать
0,3%.
В процессе моделирования параметры Rвх, Rвых и K ОУ типа LT1359,
на которых был реализован полосовой фильтр, схемотехнически
ухудшались до изменения АЧХ на указанную выше величину. Было
показано, что Rвх и Rвых могут быть ухудшены на 3-4 порядка при
некотором уменьшении коэффициента усиления.
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
230
УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы
В соответствии с полученными результатами моделирования на
биполярных транзисторах были разработаны четыре различные схемы
специализированных усилителей СУ1, СУ2, СУ3, СУ4 и определены их
параметры при реализации на АБМК «Феникс».
Итогом данной работы является моделирование лестничных
полосовых активных фильтров на специализированных усилителях и
сравнение полученных характеристик фильтров с характеристиками
аналогичных фильтров, реализованных на микросхемах ОУ типа LT1359.
Результаты моделирования приведены в таблице:
Параметры
фильтра на основе
СУ1
СУ2
СУ3
СУ4
LT1359
fмакс
(кГц)
600
150
1000
10
70
DR
(дБ)
109
98.3
97.5
103.4
86.3
Pпотр
(мВТ)
168
39.6
120
6.2
353
M = fмакс*DR/Pпотр
(1/Дж)
9.9*1011
3.1*1011
6.2*1011
2.4*1011
4.1*109
В таблице приведены следующие параметры: fмакс – максимальная
центральная частота фильтра, DR – динамический диапазон, Pпотр –
потребляемая мощность, M – обобщенный параметр, учитывающий все
названные выше параметры.
Таким образом, доказана возможность создания лестничных
полосовых активных фильтров на специализированных усилителях,
реализованных на АБМК, с существенно улучшенными параметрами по
сравнению с фильтрами на ОУ.
Список литературы:
1.
Масленников В.В., Мещеряков В.В., Зо Мин Аунг «Лестничные полосовые
активные фильтры с расширенным динамическим диапазоном», Труды международной
конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисление и нейроинформатика в
науке и технике», Ульяновск, 2004г., Том 4, с. 68-71.
2.
V.V. Maslennikov, V.V. Meshtcheryakov, Zaw Min Aung «Active Ladder Bandpass
Filter with Expanded Dynamic Range», Proceeding of The Third International Conference on
Computer Applications (ICCA2005), pp 239-244, Yangon, Myanmar.
3.
Масленников В.В., Мещеряков В.В., Зо Мин Аунг «Метод расширения
динамического диапазона лестничных полосовых активных фильтров», Труды научной
конференции, посвященной Дню радио, Москва, 2004г, выпуск: LIX-2, с. 93-94.
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
231