Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр

 

Использование: в радиотехнике в качестве устройства основной фильтрации радиоприемных устройств. Сущность изобретения: активный полосовой пьезоэлектрический фильтр содержит алгебраические сумматоры 1,2, содержащие операционный усилитель 3, 11 резистеров (4-8 и 13-18), пьезоэлектрические резисторы 9,12, конденсаторы 19-22, Работа активного фильтра основана на том, что два алгебраических сумматора имеют на выходе сигнал, отличающийся только фазой на 180°, благодаря чему второе звено выполнено на пассивном сумматоре, что уменьшает уровень шумов на выходе. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве устройств основной селекции радиоприемных устройств.

Цель изобретения уменьшение уровня шумов на выходе активного полосового пьезоэлектрического фильтра.

На чертеже изображена схема активного полосового пьезоэлектрического фильтра.

Он содержит первый и второй алгебраические сумматоры 1 и 2, каждый из которых содержит операционный усилитель 3, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы 4 8, первый, второй, третий и четвертый пьезоэлектрические резонаторы 9 12, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы 13 18, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы 19 22.

Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр работает следующим образом.

Два алгебраических сумматора 1 и 2, включенных параллельно по входу, образуют дифференциальную схему с дифференциальным входом и двумя противофазными выходами, в которой входные сопротивления будут равными, если резисторы 4 8, входящие в состав первого алгебраического сумматора 1, будут соответственно равны резисторам 4 8 второго алгебраического сумматора 2. Напряжения в точке "a" получается путем деления входного напряжения U_о делителем напряжения, образованного пьезорезонатором 10 и резистором 14, и равно U_a= U_o где X₁ реактивное сопротивление пьезоэлектрического резонатора 10; R сопротивление резистора 14.

Соответственно получаем напряжение в точке "b" схемы.

U_b= U_o Эти напряжения поступают на дифференциальные входы алгебраических сумматоров 1 и 2, где происходит их вычитание. При этом на выходе первого алгебраического сумматора 1 получаем U₁= U_a- U_b Напряжение на выходе второго алгебраического сумматора 2 будет отличаться только знаком.

Поскольку напряжения на выходах алгебраических сумматоров 1 и 2 равны по амплитуде и противоположны по знаку, то токи, протекающие через третий резонатор 11 и десятый резистор 17, а также через цепь, состоящую из четвертого пьезорезонатора 12 и одиннадцатого резистора 18, вычитаются на нагрузочном сопротивлении фильтра и аналогично формируют напряжение на выходе фильтра, равное U_вых= (U_a-U_b) где X₃ сопротивление третьего пьезорезонатора 11; X₄ сопротивление четвертого пьезорезонатора 12; R_н сопротивление нагрузки, образованное параллельным соединением резисторов 15 и 17.

Таким образом, получается фильтр, передаточная функция которого точно соответствует двузвенному фильтру, каждое звено которого выполнено по симметричной мостовой схеме.

Достоинство схемы состоит в том, что практически отсутствуют какие-либо ограничения по выбору номиналов резисторов, входящих в алгебраические сумматоры 1 и 2, например, они могут быть выбраны все равными. Передаточная функция при этом будет также соответствовать симметричному эквиваленту, а отношение сигнал/шум на выходе сумматоров ухудшится только в два раза. Кроме того, шумы на выходе каждого операционного усилителя фильтруются пьезорезонаторами 11 и 12 и общий уровень широкополосных шумов на выходе фильтра значительно уменьшается.

Предлагаемая схема является малочувствительной к отклонению от расчетных данных входящих в нее резисторов, что позволяет значительно упростить ее регулировку, она более технологична по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

АКТИВНЫЙ ПОЛОСОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий первый, второй, третий и четвертый пьезоэлектрические резонаторы, первые и вторые выводы которых соединены с первыми и вторыми выводами соответственно первого, второго, третьего и четвертого конденсаторов, первые выводы первого и второго пьезоэлектрических резонаторов объединены и являются входом активного полосового пьезоэлектрического фильтра, первый и второй алгебраические сумматоры, инвертирующий и неинвертирующий входы первого алгебраического сумматора соединены соответственно с вторыми выводами первого и второго пьезоэлектрических резонаторов, а выход первого алгебраического сумматора соединен с первым выводом третьего пьезоэлектрического резонатора, а каждый алгебраический сумматор содержит операционный усилитель, выход которого является выходом алгебраического сумматора, а его инвертирующий и неинвертирующий входы соединены с первыми выводами первого и второго резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, а вторые выводы первого и второго резисторов соединены соответственно с первыми выводами третьего, четвертого и пятого резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с общей шиной, выходом операционного усилителя и с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня шумов, на выходе фильтра введены шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы, первые выводы шестого, седьмого, восьмого и девятого резисторов соединены соответственно с вторыми выводами первого, второго, третьего и четвертого пьезоэлектрических резонаторов, а их вторые выводы соединены с общей шиной, первые выводы десятого и одиннадцатого резисторов соединены с первыми выводами восьмого и девятого резисторов, а вторые выводы десятого и одиннадцатого резисторов объединены и являются выходом активного пьезоэлектрического фильтра, а неинвертирующий и инвертирующий входы и выход второго алгебраического сумматора соединены соответственно с вторыми выводами первого и второго пьезоэлектрических резонаторов и первым выводом четвертого пьезоэлектрического резонатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1