CC BY
42
УДК 621.372.54
А.И. Калякин, Ю.И. Иванов Интегральная микросхема активного RC-фильтра
В лаборатории активных избирательных систем ТРТУ разработана принципиальная схема универсального звена активного RC-фильтра, предназначенная для реализации в виде гибридной интегральной микросхемы (ГИМС). Схема звена выполнена в соответствии с [1] и размещается в стандартном корпусе К155. имеющем 14 выводов.
С помощью этой ГИМС можно реализовать различные типы фильтров— ПФ, РФ. а также ФВЧ и ФНЧ с нулями передачи. Тип фильтра, реализуемый микросборкой, определяется внешней схемой включения.
Управление параметрами звена осуществляется путем подключения к выводам микросхемы внешних резисторов и конденсаторов. Так, при использовании двух дополнительных прецизионных конденсаторов можно задать необходимую частоту полюса от 0,01 до 1000 Гц. Для увеличения этой частоты до 25 кГц необходимо подключить два дополнительных резистора, стабильность которых определяет точность реализации указанного параметра. Реализация добротности в пределах Г-50 единиц осуществляется подключением одного внешнего резистора, при этом другие нарлмефы полюса и нуля передаточной функции звена остаются неизменными.
При реализации функций с нулями передачи управление сдвигом частоты нуля и полюса также осуществляется внешними резистивными элементами.
Благодаря применению оригинальной схемотехники изделие имеет относительно высокий динамический диапазон. Для указанных выше параметров полюса передаточной функции этот показатель не снижается ниже 60 дБ при потребляемой от ис точника питания мощности до 100 мВт.
Разработанная микросхема может при решении практических задач использоваться как в каскадных, так и в миогопетлевых структурах. В этом случае для создания дополнительных контуров обратных связей, обеспечивающих заданное положение полюсов передаточных функций, можно использовать не только основной, но и промежуточные (ФНЧ, ФВЧ.ПФ) выходы, а также входы, влияющие на масштабный коэффициент передачи фильтра. Кроме этого, изделие можно путем подключения прецизионных резистивных цифроупраатяемых наборов к оговоренным выше выводам использовать в схемотехнике перестраиваемых и адаптивных фильтров, а также корректоров.
ЛИТЕРАТУРА
Г А.И. Каткий Активный RC-филыр второго порядка. А.с. СССР №510776 оп. 15.04.19~6. Б.И. №14.
УДК (з21.372.54
Е.И.Куфлевский, Б.Ф.Макаренко, В.В.Черников, В.Д.Гура
Ограничитель спектра для устройств ввода-вывода речевых сигналов
На кафедре САУ ТРТУ разработан ограничитель спектра (ОС) с переключаемой полосой пропускания, предназначенный для использования в устройствах ввода-вывода речевых сигналов в ПЭВМ. Функциональная схема ОС приведена на рисунке.
ОС содержит два канала. Первый канал передает сигнал от источника (микрофона или звуковоспроизводящего устройс тва); в нем осуществляется нормирование сигналов датчиков и ограничение частотного диапазона снизу и сверху. Канат содержит микрофонный усилитель с малым уровнем собственных шумов (МУ),
Тематический
выпуск
Микрофон-
ный
усилитель
"Обход ОС Г
ФВЧ1
ФНЧ1
"Вых. Г'
ГсрВ
Гс'рН
Масштаб,
усилитель
’’ Вх. 2й
Входной
делитель
-> ФВЧ2
ФНЧ2
"Обход ОС2"
рВ
*срН
"Лин. вых." —<
Телефон.
усилитель
"Тлф"
”4
"К,
ус
имеющий два входа—микрофонный и линейный. Коэффициенты передачи МУ по первому и второму входам равны соответственно 100 и 0,7. Ограничение спек гра сигнала в области низких частот осуществляется с помощью ФВЧ1, имеющего частоту среза по уровню 3 дБ 300 Гц или 100 Гц. ФНЧ1, ограничивающий спектр сигнала сверху, также имеет переключаемую частоту среза 3,4; 4,6; 6,0; 8,0 кГц.
Окончательная нормировка сигнала к требуемому уровню производится с помощью масштабирующего усилителя с Ку=3,6.
Ограничитель спектра, содержащий ФВЧ1 и ФНЧІ, может быть исключен из тракта передачи сигнала с помощью переключателя ‘‘Обход ОСІ”.
Второй канат ОС служит для передачи и обработки сигнала от ПЭВМ к устройствам записи и вое произведения речевой информации. Он содержит входной делитель напряжения, снижающий его уровень до 0,5 В, и включенные последовательно ФВЧ2 и ФНЧ2, аналогичные по параметрам ФВЧ1 и ФНЧі Как и в первом канале, ФВЧ2 и ФНЧ 2 могут быть исключены из тракта с помощью переключателя “Обход ОС2”.
Выходной сигнал второго канала поступает на разъем “Линейный выход”, а также на телефонный усилитель (ТУ) с регулируемым от 1 до 10 коэффициентом передачи, позволяющий получить на нагрузке 30 Ом (головные телефоны) напряжение до 5 В.
Основные технические характеристики ОС:
неравномерность АЧХ ОС в полосе пропускания не более .......... ....0,5 дБ;
коэффициент прямоугольности по уровню —80 дБ не более .................2,2;
уровень собственных шумов в полосе, ограниченной фильтром типа А,
приведенный ко входу "Мкф", не более.............................0,35 мкВ;
максимальное неискаженное выходное напряжение первого канала (действ.
значение) ..........................................................9,5 В;
уровень нелинейных искажений в канале 1 при Ц,ых =2,5 В менее.... 0,1 %.
ФВЧ обоих каналов выполнены в виде активного звена второго порядка на одном ОУ. Изменение частоты среза достигается коммутацией частото задающих резисторов.
ФНЧ Золотарева-Кауэра 6-го порядка лестничной структуры содержит три обобщенных конвертора импеданса, моделирующих суперемкость (О-элемент). Перестройка частоты среза ФНЧ с сохранением формы АЧХ (разброс не равно ме р ноет и в
полосе не более 0,25 дБ) обеспечивается коммутацией всего четырех резисторов благодаря применению оригинальной схемотехники выходной ступени фильтра, позволившей избежать переключения конденсаторов. Для настройки фильтра на всех поддиапазонах используются три подстроенных резистора. В качестве активных элементов в ФНЧ используются счетверенные ОУ типа К1401УДЗ с нестандартной коррекцией. Изменение параметров ОС производится с помощью аналоговых коммутаторов серии К590.
УДК 621.372.54
Е.И.Куфлевский, В.П.Тепин Микроэлектронный графический эквалайзер
На кафедре систем автоматического управления ТРТУ выполнена разработка микромощного графического эквалайзера, предназначенного для использования в системах связи и ориентированного на изготовление в виде комплекта тонкопленочных микросборок. Структурная схема устройства показана на рис.1.
| Эквалайзер ,
I____________________________.
Рис.1
Основные технические характеристики:
• диапазон рабочих частот 40...8300 Гц при неравномерности АЧХ в среднем положении регуляторов не более 2 дБ, асимптотическая крутизна АЧХ за пределами полосы пропускания близка к 24 дБ/окт.:
• количество регулируемых полос—6, их центральные частоты—64, 160, 400,
1000, 2500, 6250 Гц;
• глубина регулировки АЧХ, обеспечиваемая каждым регулятором—не менее ±20 дБ, величина перепада АЧХ при противоположном состоянии соседних регуляторов—не менее 30 дБ;
• напряжение питания—двуполярное (±2,5 В) или однополярное (+3.9...5 В);
» приведенное ко входу действующее значение напряжения собственных
шумов в полосе частот 20 Гц...10 кГц—менее 1 мкВ;
• коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения— менее 0.15 %;
• потребляемая мощность—не более 40 мВт.
Устройство реализовано на микросборках трех типов, размешены.х и мсталостек-лянных корпусах К.155:
• малошумящий усилитель (коэффициент усиления около 50),
• ограничитель спектра (полосовой фильтр 4-го порядка),
• двухполосная секция эквалайзера.
Секция эквалайзера, принципиальная схема которой приведена на рис.2, спроектирована в соответствии с рекомендациями работы [1]. Полосовые фильтры выполнены по схеме, защищенной авторским свидетельством СССР №785954 авторов Е.И.Куфлевского и Г.Б.Лысенко, основное преимущество которой—наличие сдвига между частотами полюса звена и пассивной RC-пспи—дает возможность перекрыть более широкий частотный диапазон при ограниченном диапазоне номиналов емкости конденсаторов а также снизить элементную чувс гвительность добротности полюса. Использованы операционные усилители Б140УД12-1. конденсаторы К10—17—2в.
