так как специальных ИС КОС и гираторов для широкого применения нет. Можно выполнить КОС или гиратор с помощью ОУ, но в этих случаях часто оказывается проще выполнить фильтровое звено непосредственно на ОУ, или построить с помощью ОУ единичный усилитель.

4.3. Фильтры мостового типа

Фильтрами мостового типа будем называть фильтры, построенные с помощью ОУ, в цепи обратной связи которого включен RC-мост. Чаще других применяются мост Вина и двойной Т-образный мост (ТТ-мост). Расчет элементов фильтра мостового типа сводится к расчету элементов пассивного /?С-моста и элементов частотно-независимой обратной связи.

Рассмотрим характеристики полосового активного фильтра с мостом Вина (рис. 4.8). Плечи моста Вина образуют положительную обратную связь с помощью делителя p=Zi/(Zo+Zi), который для схемы, приведенной на рис. 4.8, равен

Р' =-~-Г-.. (416)

*3R + i[.RC--)

Для определения резонансной частоты нужно приравнять нулю коэффициент при г, тогда ap=l/RC и р'=1/3. Для предотвращения генерации глубина отрицательной обратной связи p=i?i/(i?o+. -\-Ri) должна быть больше р', т. е.

<3 или -<2. 1

Ro + Rj

Подбором сопротивлений Ro или Ri можно установить желаемую добротность. На практике в подобных фильтрах можно достичь значений Q = 2000 [33].

Рис. 4.8. Схема полосового фильтра с мостом Вина

Рис. 4.9. Схема полосового фильтра с двойным Т-образным мостом на ОТА

Заметим, что добротность пассивного моста Вина с равными сопротивлениями резисторов и емкостями конденсаторов равна 1/3.

Для построения полосового фильтра с ТТ-мостом перспективным является использование операционного усилителя с регулируемым коэффициентом передачи (рис. 4.9). В этом случае добротность фильтра Q будет определяться как [34]

<2 = Рм(1+/Суио). (4.17)

Для получения режекторных мостовых фильтров следует мост Вина включить в цепь отрицательной обратной связи, либо ТТ-мост - в цепь положительной обратной связи.

Режекторный фильтр может быть построен, кроме того, по схеме, приведенной на рис. 4.10 [35], гдe?l J?,LRI=l?,.

Следует иметь в виду, что вблизи резонанса частотная характеристика фильтра мостового типа имеет острый минимум, причем частота настройки резко зависит от стабильности элементов моста.

Рис. 4.10. Схема режекторного фильтра с двойным Т-образным мо-

4.4. Перестраиваемые активные фильтры

Наиболее просто осуществляется перестройка в фильтровых звеньях на трех операционных усилителях (см. рис. 4А). Как следует из формул для Qi, и табл. 4.3, если в одинаковой степени изменять сопротивления резисторов Ri и R2, то пропорционально этому изменению будет изменяться резонансная частота звена. В случае ПФ или РФ произведение aQt = f2i/Q = 1/52 не будет изменяться, поэтому перестройка будет осуществляться с постоянной полосой.

Для того чтобы осуществить перестройку с сохранением добротности (см. рис. 4.4), необходимо обеспечить постоянство отношения Rs/ У R2R1, как это сделано в устройстве, схема которого приведена на рис. 4.11 [36]. По сравнению с устройством (см. рис. 4.4а), здесь добавлены потенциометры, которые изменяют

Рис. 4.11. Схема перестраиваемого с постоянной добротностью фильтра на

трех ОУ

ток через резисторы Ri, R2 и R5, что эквивалентно изменению сопротивлений этих резисторов. Отношение R5/VR1R2 остается постоянным, поэтому добротность не изменяется. В фильтре (рис. 4.11) резонансная частота изменяется от 150 до 1500 Гц при добротности 30+5%.

Звено на одном операционном усилителе, например (см. рпс> 4.7в), можно перестраивать одним потенциометром. Если потенциометр включен вместо резистора R2, то при перестройке полоса пропускания останется неизменной, так как aQi не зависит от R2 (см. табл. 4.6). Если R2<Ru то резонансная частота будет изменяться обратно пропорционально V R2- Фильтровые звенья на одном операционном усилителе практически нельзя перестраивать с постоянной добротностью. Если все же попытаться это сделать, то пришлось бы регулировать частоту с помощью двух различных потенциометров.

На практике часто применяются перестраиваемые фильтры с мостом Вина. Пример такой схемы приведен в [33]. Как была показано в § 4.4, соотношение RJRo определяет добротность такого фильтра. В устройстве, выполненном по этой схеме, добротность может изменяться от 30 до 2000, а частота настройка-от 160 Гц, до 1,6 кГц.

В качестве регуляторов частоты могут использоваться потенциометры, сдвоенные потенциометры, полевые транзисторы, оп-троны и другие приборы.

На рис-. 4.12а показан пример применения пары полевых транзисторов для перестройки резонансной частоты полосового фильтра с Т-мостом [41]. На рис. 4.126 показаны полученные за-

Рис. 4.12. Схема полосового фильтра с Т-образным мостом, перестраиваемого с помощью полевых тра?13нсторов (а) и его характеристики (б)

висимости резонансной частоты fo, добротности Q и коэффициен-да передачи Яо от изменения управляющего напряжения от О до -1 В.

Недостатком такого способа регулирования является ограничение возможной амплитуды выходного сигнала диапазоном линейного изменения сопротивлений полевых транзисторов., В уст-