Широкодиапазонный коммутируемый фильтр

 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано во входных устройствах радиоприемников. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот. Широкодиапазонный коммутируемый фильтр содержит N каналов 1, каждый из которых содержит полосовой

союз соВЕтских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5()5 Н 03 Н 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в.р",",,," м

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822547/09 (22) 03.05,90 (46) 07,03,93, Бюл, ¹ 9 (71) Омский научно-исследовательский институт приборостроения (72) А,Г,Зиновьев и Д.С.Рябоконь (56) Авторское свидетельство СССР

N 1592945, кл. Н 04 В 1/48, от 10,11.88.

„„ I>ÄÄ 1800587 А1 (54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ КОММУТИРУЕМЫЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано во входных устройствах радиоприемников.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот. Широкодиэпазонный коммутируемый фильтр содержит N каналов 1, каждый из которых содержит полосовой

ОО

С)

С) (Л

ОО

1800587

10

40 фильтр из первого 2, второго 3 и третьего 4 звеньев и коммутационного элемента 5, первое звено содержит индуктивность 6 и конденсатор 7, второе звено — конденсатор.8, третье звено конденсатор 9 и индуктивность 10, каждый канал 1 содержит M цепей

11, содержащих последовательно включенные коммутационный элемент 12, второе 13 и третье 14 дополнительные звенья, содер- жащие конденсаторы 15-17 и индуктивность

18, двухполюсник 19 содержит резистор 22

Изобретение относится к технике радиосвязи и предназначено для использования в качестве входного устройства радиоприемников, а также в качестве выходного частотно-селективного устройства широкодиапазонных радиопередатчиков.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот устройства.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема широкодиапазонного коммутируемого фильтра.

Широкодиапазонный коммутируемый фильтр содержит N каналов 1, каждый. из которых содержит полосовой фильтр, состоящий из первого 2, второго 3 и третьего 4 15 звеньев и коммутационного элемента 5, при этом первое звено содержит катушку 6 индуктивности и конденсатор 7, образующие входной последовательный LC-контур, второе звено — конденсатор 8, третье звено— конденсатор 9 и катушку 10 индуктивности, образующие входной последовательный

1.С-контур, Каждый канал 1 содержит M цепей 11, каждая из которых содержит включенные последовательно коммутационный элемент 12, второе 13 и третье 14 дополнительные звенья, Каждое звено 13 выполнено по Г-образной схеме и содержит конденсатор 15 в продольном плече и конденсатор 16 в поперечном плече. Каждое звено 14 содержит конденсатор 17 и катушку 18 индуктивности, образующие последовательный LC-контур. В каждый канал 1 введен двухполюсник 19, содержащий параллельно соединенные резистор 20 и конденсатор 21, и дополнительный коммутационный элемент 22, вход которого соединен с выходом первого звена 2, а выход через двухполюсник 19 соединен с общей шиной. К выходу широкодиапазонного коммутируемого фильтра подключен корректирующий двухполюсник 23. содержащий включенные „параллельно и конденсатор 21, а также второй коммутационный элемент 20 и корректирующий двухполюсник 23, содержащий последовательные 24 и 25 и параллельный 26 колебательные контуры. Широкодиапазонный фильтр работает следующим образом: двухполюсник 19 обеспечивает на средней частоте соответствующего неработающего канала резонанс с малой добротностью, а побочные резонансы отсутствуют. 1 ил, последовательные LC-контуры 24 и 25 и параллельный LC-контур 26.

Широкодиапазонный коммутируемый фильтр работает следующим образом.

Каждый канал формирует (M+1) полос пропускания. В исходном состоянии во всех каналах коммутационные элементы 5 .и 12 разомкнуты, а коммутационные элементы

22 — замкнуты, По команде с блока управления (на чертеже не показан) включается требуемая полоса пропускания в одном из каналов. Для приема сигналов в первой полосе пропускания первого канала 1 коммутационный элемент 5 замыкается, а коммутационный элемент 22 размыкается, при этом вторые и третьи звенья 3, 4 во всех остальных каналах и дополнительные вторые и третьи звенья 13, 14 во всех каналах выполняют роль режекторных контуров, подключенных к выходу широкодиапазонного коммутируемого фильтра, Частоты режекции равны средним частотам соответствующих полос пропускания. При этом первые звенья 2 полосовых фильтров всех остальных каналов вместе с резисторами 20 и конденсаторами 21, входящими в состав двухполюсников 19, обеспечивают резонанс (с малой добротностью) на средних частотах соответствующих нерабочих каналов. Поэтому входное сопротивление каждого нерабочего канала достаточно велико, а побочные резонансы входной цепи заявленного устройства. отсутствуют.

Для приема сигналов во второй полосе пропускания первого канала 1 размыкается коммутационный элемент 5 и замыкается коммутационный элемент 12 первой цепи

11, При этом второе и третье звенья 3 и 4 первого канала выполняют роль режекторного контура, настроенного на среднюю частоту первой полосы пропускания первого канала 1. Сохраняются и остальные режекTopHble контуры, описанные Bh,llllg. а также

1800587 разомкнутое состояние коммутационного элемента 22 первого канала, Аналогичным образом широкодиапазонный коммутируемый фильтр работает в других полосах пропускания первого и остальных каналов.

В корректирующем двухполюснике 23 последовательный контур 24 настроен на частоту, расположенную ниже диапазона рабочих частот, последовательный контур

25 настроен на частоту, расположенную выше диапазона рабочих частот, а параллельный контур 26 настроен на частоту, примерно равную средней геометрической граничных частот частотного диапазона широкодиапазонного коммутируемого фильтра.

Расчет элементов заявленного устройства проводится следующим образом, Индуктивности 10 и 18 определяются по формуле

2 2Л (2к >2к — 2>

ГДЕ В2к-1 — НОМИНаЛЬНОЕ ХаРаКтЕРИСтИЧЕСКОЕ сопротивление устройства в i-й полосе пропускания;

12к-2, f2K — граничные частоты i-й характеристической полосы пропускания, Для расчета емкостей конденсаторов 9 и 17, обеспечивающих вместе с индуктивностями 10 и 18 резонанс на нижних граничных частотах соответствующих i-x характеристических полос пропускания, можно использовать выражения

С(= — (2)

4Л >2к — 2 2к — 1

Емкости конденсаторов 8 и 16 определяютСя по формуле

Ccbl=

2 Cl (3)

Kncl; — 1 где Кпй= 2к/т2к-2 — коэффициент перекрытия по частоте i-й характеристической полосы пропускания устройства.

Входная индуктивность 6 каждого канала может быть равна выходной индуктивности 10 или индуктивности 18 для одной из средних по частоте полос пропускания канала. В любом случае индуктивность 6 вместе с конденсатором 7 настроены на нижнюю граничную частоту первой характеристической полосы пропускания канала, при этом емкость конденсатора 7 определяется из (2).

Входящие в состав каждого дополнительного двухполюсника 19 конденсатор 21 и резистор 20 обеспечивают на средней чаСтстЕ fcpl СООтВЕтСтВУЮЩЕГО НЕРабОЧЕГО Канала резонанс с малой добротностью. (4) 1 х= п>ср Ср

Очевидно, что в каждом канале емкость(С„,1 входного контура с известными индуктивно стью б и частотой настройки (1,р) также можно определить иэ (2). Так как входной контур

5 является последовательным, то необходимо задать или определить вначале значения элементов Rs u Cs последовательного RCдвухполюсникэ, а уже затем перейти к эквивалентному ему параллельному

10 RC-двухполюснику с элементами ВрСр. т.е. определить параметры соответствующего дополнительного двухполюсника 19 (cM. чертеж):

Х2 R 2

15 Rp= В,,(1+ — ), Хр=Х,,(1 > — — ), R2 Х2

1 где X,=О>ср >s иср = 2 >г fcp (5)

2p. Из (4) и (5) получим

RP= 1 (1+ 2 2) .

1 г ср Cs Rs

С>

С=

2 2

1 +O/p С Rs

Основное преимущество изобретения заключается в том, что расширяется диапазон рабочих частот благодаря отсутствию побочных резонансов входной цепи в отличие от прототипа, где каждый нерабочий канал дает побочный резонанс. Расположенный значительно выше полосы частот,. занимаемой этим каналом. и шунтирующий один из более высокочастотных каналов.

Кроме того, в случае использования диодных коммутационных элементов побочные резонансы входной цепи прототипа шунтируют более низкочастотные рабочие каналы, Диапазон рабочих частот заявленного устройства побочными резонансами не ограничен.

Данное техническое решение прошло многократную экспериментальную и роверку, Изготовлен образец широкодиапазонного коммутируемого фильтра с диодными коммутационными элементами, содержащего восемь каналов с общим числом полос пропускания; равным 48, в диапазоне частот 1,5...30 МГц, Имеется техническая доку5

Формула изобретения

Широкодиапазонный коммутируемый фильтр, содержащий N параллельно соединенных каналов, параллельно выходам ко55 торых подключен корректи Рук>щии двухполюсник, содержащий последователь ные и параллельный колебательные контуры, каждый канал содержит последовательно соединенные и включенные между его входом и выходом первый

1800587

Составитель А.Зиновьев

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О,Кравцова

Редактор А,Купрякова

Заказ 1172 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 последовательный LC-контур, коммутационный элемент и второй последовательный

LC-контур, выход коммутационного элемента через первый конденсатор соединен с общей шиной, между входом коммутацион- 5 ного элемента и выходом канала установлены М дополнительных цепей, каждая из которых содержит последовательно соеди- ненные дополнительный коммутационный элемент, второй конденсатор и дополни- 10 тельный последовательный LC-контур, вход которого через третий конденсатор соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, в каждом канале между входом коммутационного элемента и общей шиной включены последовательно соединенные дополнительный коммутационный элемент и параллельная RC-цепь.