Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр содержит первый и второй пьезорезонаторы (ПР) 11, 12, первый и второй конденсаторы (К) 7, 6, первый транзистор (Т) 1, к базе которого подключены первые выводы первого и второго резисторов (Р) 4, 3, а к коллектору и эмиттеру подключены первые выводы третьего и четвертого Р 9, 8 соответственно. Вторые выводы первого и третьего Р 4, 9 объединены и одновременно соединены с шиной питания и первым выводом первого К 7, второй вывод которого соединен с общей шиной, первый вывод пятого Р 13 соединен с первыми выводами первого и второго ПР 11, 12, а второй вывод пятого Р 13 соединен с общей шиной. Второй вывод первого ПР 11 подключен к коллектору первого Т 1. Первый вывод второго К 6 соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, а второй вывод соединен с базой первого Т 1. Введен второй Т 2 противоположной проводимости, к базе которого подключен второй вывод второго Р 3 и первый вывод шестого Р 5, второй вывод которого соединен с общей шиной. К эмиттеру второго Т 2 подключен второй вывод четвертого Р 8, а коллектор соединен с вторым выводом второго ПР 12 и через седьмой Р 10 соединен с общей шиной. Первый вывод ПР 12 соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра. Технический результат: улучшение линейности фильтра с сохранением его основных параметров. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов.

Известен ряд устройств, позволяющих реализовать полосовые фильтры с применением пьезоэлектрических пьезорезонаторов и активных элементов с более высокими электрическими параметрами по сравнению с пассивными дифференциально-мостовыми аналогами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является активный пьезоэлектрический фильтр [1], выбранный в качестве прототипа. Его недостатком является довольно высокий уровень нелинейных искажений.

Цель изобретения - улучшение ленийности фильтра с сохранением его основных параметров.

Поставленная задача решается тем, что в фильтре, содержащем первый и второй пьезорезонаторы, первый и второй конденсаторы, первый транзистор, к базе которого подключены первый и второй резисторы, а к коллектору и эмиттеру подключены третий и четвертый резисторы соответственно, причем вторые выводы первого и третьего резисторов объединены и одновременно соединены с шиной питания и первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а также пятого резистора, первый вывод которого соединен с первыми выводами первого и второго пьезорезонаторов, а второй вывод пятого резистора подключен к общей шине, при этом второй вывод первого пьезорезонатора подключен к коллектору первого транзистора, вводится дополнительно второй транзистор противоположной проводимости, база которого соединена со вторым выводом второго резистора и одновременно через шестой резистор - с общей шиной, к эмиттеру второго резистора подключен второй вывод четвертого резистора, коллектор второго транзистора через седьмой резистор соединен с общей шиной, причем коллектор второго транзистора соединен со вторым выводом второго пьезорезонатора, кроме того, между входной клеммой фильтра и базой первого транзистора включен второй конденсатор, а первый вывод пятого резистора соединен с выходной клеммой фильтра.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройстве вводится дополнительно второй транзистор противоположной проводимости, база которого соединена со вторым выводом второго резистора и одновременно через шестой резистор с общей шиной, к эмиттеру второго транзистора подключен второй вывод четвертого резистора, коллектор второго транзистора через седьмой резистор соединен с общей шиной, коллектор второго транзистора соединен также со вторым выводом второго пьезорезонатора, кроме того, между входной потенциальной клеммой фильтра и базой первого транзистора включен второй конденсатор, а второй вывод пятого резистора соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра.

При сравнении заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в науке и технике не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.

На чертеже приведена электрическая схема предложенного устройства. Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр состоит из двух комплементарных транзисторов 1 и 2, базы транзисторов соединены между собой через резистор 3, при этом между базой транзистора 1 и шиной питания включен резистор 4, а между базой транзистора 2 и общей шиной включен резистор 5, входная клемма фильтра через конденсатор 6 соединена с базой транзистора 1, между вторым выводом резистора 4 и общей шиной включен конденсатор 7. Эмиттеры транзисторов 1 и 2 соединены между собой через резистор 8, коллектор транзистора 1 соединен с шиной питания через резистор 9, а коллектор транзистора 2 соединен с общей шиной через резистор 10, кроме того, к коллекторам транзисторов 1 и 2 подключены пьезорезонаторы 11 и 12, вторые выводы которых объединены и одновременно соединены с выходной клеммой фильтра и через резистор 13 - с общей шиной.

Фильтр работает следующим образом. Функции дифференциального трансформатора выполняют фазоинверсный каскад, реализованный на основе двухтактной схемы с использованием комплементарных транзисторов 1 и 2, резисторы 3 - 5, а также 9, 10 обеспечивают заданный режим по постоянному току транзисторов 1 и 2, резистор 8 обеспечивает глубокую отрицательную обратную связь, конденсатор 6 является разделительным, а конденсатор 7 - блокировочным. Такая реализация фазоинверсного каскада обеспечивает высокую симметричность выходного напряжения и сопротивления. Кроме того, введение глубокой отрицательной обратной связи совместно с известным свойством двухтактных схем - компенсации четных гармоник - позволяет улучшить линейность каскада. На выходах фазоинверсного каскада действуют напряжения, равные по амплитуде, но противоположные по фазе, которые поступают на пьезорезонаторы 11 и 12. Следовательно, при условии, что сопротивление резистора 13 будет равно сопротивлению нагрузки фильтра, передаточная функция предлагаемого устройства будет эквивалентна симметричной мостовой и описываться следующим выражением: где y₁, y₂ - проводимости пьезорезонатора, g_H - проводимость нагрузки.

Формула изобретения

Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр, содержащий первый и второй пьезорезонаторы, первый и второй конденсаторы, первый транзистор, к базе которого подключены первые выводы первого и второго резисторов, а к коллектору и эмиттеру подключены первые выводы третьего и четвертого резисторов соответственно, при этом вторые выводы первого и третьего резисторов объединены и одновременно соединены с шиной питания и первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а также пятый резистор, первый вывод которого соединен с первыми выводами первого и второго пьезорезонаторов, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной, при этом второй вывод первого пьезорезонатора подключен к коллектору первого транзистора, отличающийся тем, что первый вывод второго конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, а второй вывод второго конденсатора соединен с базой первого транзистора, дополнительно введен второй транзистор противоположной проводимости, к базе которого подключен второй вывод второго резистора и первый вывод шестого резистора, причем второй вывод шестого резистора соединен с общей шиной, к эмиттеру второго транзистора подключен второй вывод четвертого резистора, коллектор второго транзистора через седьмой резистор соединен с общей шиной, кроме того, коллектор второго транзистора соединен с вторым выводом второго пьезорезонатора, первый вывод которого соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1