DE3340117A1

DE3340117A1 - Filter circuit

Info

Publication number: DE3340117A1
Application number: DE19833340117
Authority: DE
Inventors: Kurt-Henry Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Mindermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-05
Filing date: 1983-11-05
Publication date: 1985-05-23

Abstract

The filter circuit comprises an amplifier with a following RC, RL or RCL network which is connected to earth via a diode. The impedance of the diode is controlled by the signal current in such a way that the frequency response of the filter can be rendered amplitude-dependent in the manner required.

Description

Filterschaltung Filter circuit

Die Erfindung betrifft eine Filterschaltung für elektrische Signale. Solche wilterschaltunqen umfassen mindestens en Netzwerk mit mindestens einer frequenzabhängigen Komponente im Ausqanqskreis eines Verstärkers. Meist ist es erwünscht, daß der Frequenzgang des Filters amplitudenunabhängig ist. The invention relates to a filter circuit for electrical signals. Such wilterschaltunqen comprise at least one network with at least one frequency-dependent network Component in the output circuit of an amplifier. Mostly it is desirable that the frequency response of the filter is independent of amplitude.

Es gibt jedoch auch Anwendungsfälle, bei denen der Frequenzgang einer einen Verstärker mit nachgeschaltetem Filter umfassenden Schaltung zusätzlich amplitudenabhängig sein soll. Zu verweisen ist hier auf die DE-PS 26 11 763, betreffend eine Flamrenüberwachungsschaltung. Damit dort bei Anwachsen der niedrigerfreguenten Eingangssignalanteile der Verstärkungsgrad des Verstärkers herabgesetzt wird, ist eine Rückkopplungsschaltung mit einem Optokoppler vorgesehen, der verhältnismäßig träge ist und auf diese Weise der Gesamtschaltung Hochpaßcharakter verleiht, wobei deren Frequenzgang sich außerdem amplitudenabhängig ändert. However, there are also use cases where the frequency response is a a circuit comprising an amplifier with a downstream filter is also amplitude-dependent should be. Reference should be made here to DE-PS 26 11 763, relating to a flame monitoring circuit. So there is the gain when the lower-frequency input signal components increase of the amplifier is degraded is a feedback circuit with an optocoupler provided, which is relatively sluggish and in this way the overall circuit Lends high-pass character, the frequency response also being dependent on the amplitude changes.

Eine solche Schaltung ist durchaus funktionstüchtig, hat aber den Nachteil, daß wegen der erheblichen Streuung der Kenngrößen bei Optokopplern die Reproduzierbarkeit nur durch individuelle Justage zu gewährleisten ist und der Optokoppler darüber hinaus noch einen erheblichen Temperaturgang aufweist. Such a circuit is fully functional, but has the Disadvantage that because of the considerable spread of the parameters in optocouplers Reproducibility can only be guaranteed by individual adjustment and the optocoupler in addition, still has a considerable temperature drift.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filterschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen Komponenten irgendeine gewünschte Amplitudenabhängigkeit des Frequenzgangs für ein von dem Verstärker geliefertes Ausgangssignal vorgegeben werden kann. The object of the invention is to provide a filter circuit as described in the preamble of claim 1 mentioned type so that with simple components any desired amplitude dependence of the frequency response for one of the amplifier supplied output signal can be specified.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1; dabei ist die Impedanz im einfachsten Fall eine Diode. Der Impedanz kann noch ein Zeitglied zugeschaltet sein, um auch das Zeitverhalten ( also den Frequenzgang für extrem tiefe Frequenzen ) zu beeinflussen. The solution to this problem results from the characteristic features of claim 1; in the simplest case, the impedance is a diode. The impedance a timer can also be switched on in order to also control the timing (i.e. the Frequency response for extremely low frequencies).

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf das beigefügte Schaltuncrsdiaqramm näher erläutert, das einen Teil eines Verstärkungskanals einer Flammenbewertungsschaltung zeigt. A preferred embodiment is hereinafter referred to explained in more detail on the attached Schaltuncrsdiaqramm, which is part of a reinforcement channel a flame evaluation circuit shows.

Am Eingang 2 liegt das Ausgangssignal irgendeines fotoelektrischen Elements an, beispielsweise einer Fotodiode, das ein dem Licht einer Flamme entsprechendes Signal erzeugt. Dieses Signal gelangt auf den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 4. Aus Gründen, die hier nicht näher erläutert zu werden brauchen, da sie in der genannten DE-PS 26 11 763 ausführlich dargelegt sind, soll das am Ausgang 6 stehende Nutzsignal zum einen bevorzugt die höherfrequenten Anteile des Eingangssignals enthalten und zum anderen, bei Zunahme der niederfrequenten Anteile im Eingangssignal, insgesamt niedriger verstärkt sein. At input 2 is the output signal of any photoelectric Element on, for example a photodiode, which corresponds to the light of a flame Signal generated. This signal arrives at the inverting input of an operational amplifier 4. For reasons that do not need to be explained here, since they are in the mentioned DE-PS 26 11 763 are set out in detail, the standing at the output 6 should Useful signal on the one hand preferably contain the higher-frequency components of the input signal and on the other hand, with an increase in the low-frequency components in the input signal, overall be reinforced lower.

Zunächst ist eine vom Ausgang 8 des Operationsvaerstärkers 4 zum. invertierenden Eingang 2 gelegte Gegenkopplungsschaltung vorgesehen, umfassend die Widerstände 10 und 12 sowie den Tansistor 14 mit Basiswiderstand 16 sowie den Kondensator 18. Der letztere ist relativ zu den hier interessierenden Frequenzen von bis etwa eintausend Hertz sehr klein. z.B. 100 pF, und dient nur der Unterdrückung von Tansitionen; hinsichtlich des Nutzsignals ist die Gegenkopplungsschaltung hier jedoch frequenzneutral. Es sei aber darauf hingewiesen, daß man sie durchaus auch frequenz- und/ oder amplitudenabhängig machen könnte.First is one of the output 8 of the operational amplifier 4 to. inverting input 2 provided negative feedback circuit comprising the Resistors 10 and 12 and the transistor 14 with base resistor 16 and the capacitor 18. The latter is relative to the frequencies of interest here from to about one thousand hertz very small. e.g. 100 pF, and only serves to suppress transitions; With regard to the useful signal, however, the negative feedback circuit is frequency-neutral here. It should be noted, however, that they can also be used as a function of frequency and / or amplitude could do.

Der Arbeitswiderstand des Oprationsverstärkers 4 umfasst eine Serienschaltung aus Widerstand 20, Widerstand 22 und Halbleiterdiode 24; der Reihenschaltung aus Widerstand 22 und Diode 24 liegt noch ein Kondensator 26 parallel. Zwischen Verstärkerausgang 8 und Schaltungsausgang 6 liegt ein Filternetzwerk mit Hochpaßcharakter, bestehend aus zwei Halb-T-Gliedern aus je einem Serienkondensator 28 bzw. 30 und einem Parallelwiderstand 32 bzw. 34. Die tiefliegenden Punkte der Widerstände liegend jedoch nicht an Masse, sondern an dem hochliegenden Anschluß der Diode 24. The working resistance of the operation amplifier 4 comprises a series circuit of resistor 20, resistor 22 and semiconductor diode 24; the series connection Resistor 22 and diode 24 are also connected to a capacitor 26 in parallel. Between amplifier output 8 and circuit output 6 is a filter network with high-pass character, consisting from two half-T-members each from a series capacitor 28 or 30 and a parallel resistor 32 or 34. The deep-lying points of the resistors are not connected to ground, however, but at the high connection of the diode 24.

Dabei ergibt sich die folgende Wirkungsweise: Bei niedriqem Signalpegel am Verstärkerausgang 8 ist der Spannungsabfall über die Diode 24 so gering, daB sie unterhalb ihres Kennlinienknicks arbeitet ( unter etwa 0,5 V ), so daß der Cesamtarbeitswiderstand extrem hochohmig wird. Dasselbe gilt aber auch für die Widerstände 32 und 34 des Filternetzwerks, so daf sich dieses annähernc frequenzneutral verhält; die Widerstands-Kondensator-Kombination 20/22/26 führt dabei eine gewisse Zeitverzögerung ein, falls dies gewünscht wird. This results in the following mode of operation: With a low signal level at the amplifier output 8 the voltage drop across the diode 24 is so small that it works below its kink in the characteristic curve (below about 0.5 V), so that the total working resistance becomes extremely high resistance. The same also applies to resistors 32 and 34 of the Filter network, so that it behaves almost neutral in frequency; the resistor-capacitor combination 20/22/26 introduces a certain time delay if this is desired.

Mit zunehmendem Signalpegel am Verstärkerausgang 8 wird die Diode 24 durchgesteuert, und das Filternetzwerk nimmt Hochpaßcharakter an. Durch entsprechende Auswahl der Komponenten hat man es nun in der Hand, irgendein beliebiges Frequenz-Amplituden-Verhalten der Schaltung festzulegen.As the signal level at the amplifier output 8 increases, the diode 24 is turned on, and the filter network takes on the character of a high-pass filter. Through appropriate You now have the choice of components, any frequency-amplitude behavior the circuit.

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Claims

Claims 1) filter circuit with at least one network of RC, RL and / or RCT members in the output circuit of an amplifier, especially for the useful signals of a flame evaluation circuit, characterized in that the Network is connected to a B3zugspotential via an impedance, the size of which depends on the Depends on the level of the amplifier output signal.

2) filter circuit according to claim 1, characterized in that the Impedance at least one in the region of its curve kink of the amplifier output signal includes gated diode.

3) filter circuit according to claim 1 or 2, characterized in that that a delay element is connected to the impedance.