Полосовой пьезоэлектрический фильтр

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве фильтра основной селекции профессиональных радиоприемных устройств. Фильтр содержит N пар пьезорезонаторов (ПР), первый и второй трансформаторы (Т) (2, 3), из которых первый Т (2) имеет одну обмотку с (N+1) выводами, второй Т (3) имеет две обмотки, причем первая обмотка второго Т (3) имеет (2N+1) выводов, а вторая обмотка имеет два вывода. Первые выводы каждой i-пары ПР объединены и подключены соответственно к i-му (i=1,2,...N) отводу обмотки первого Т (2). Вторые выводы каждой i-й пары ПР подключены к отводам первой обмотки второго Т (3). При этом второй вывод первого ПР i-й пары подключен к i-му отводу, а второй вывод второго ПР i-й пары подключен к (2N+2-i)-му отводу соответственно. (N+1)-й вывод первого Т (2) соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, (N+1)-й отвод первой обмотки второго Т (3) соединен с общей шиной, выводы второй обмотки второго Т (3) подключены к выходным клеммам фильтра. Технический результат - уменьшение уровня интермодуляционных искажений третьего порядка. 1 ил.

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

Известен полосовой пьезоэлектрический фильтр [1], содержащий N - пар пьезорезонаторов, первый и второй трансформаторы, из которых первый имеет одну обмотку с (N+l) выводами, второй трансформатор имеет две обмотки, причем, первая обмотка второго трансформатора имеет (2N+1) выводов, а вторая обмотка имеет два вывода, первые выводы каждой i-й пары пьезорезонаторов объединены и подключены соответственно к i-му (i=1,2,...N) отводу обмотки первого трансформатора, вторые выводы каждой i-й пары пьезорезонаторов подключены к отводам первой обмотки второго трансформатора, при этом второй вывод первого пьезорезонатора i-й пары подключен к i-му отводу, а второй вывод второго пьезорезонатора i-й пары подключен к (2N+2-i)-му отводу соответственно.

Данное устройство является наиболее близким к заявляемому и выбрано в качестве прототипа.

Недостатком этого устройства является малая линейность, определяемая первым трансформатором, что приводит к интермодуляционным искажениям фильтра в целом.

Задача изобретения - уменьшение уровня интермодуляционных искажений третьего порядка.

Поставленная задача решается тем, что в полосовом пьезоэлектрическом фильтре, содержащем N - пар пьезорезонаторов, первый и второй трансформаторы, из которых первый имеет одну обмотку с (N+1) выводами, второй трансформатор имеет две обмотки, причем, первая обмотка второго трансформатора имеет (2N+1) выводов, а вторая обмотка имеет два вывода, первые выводы каждой i-й пары пьезорезонаторов объединены и подключены соответственно к i-му (i=1,2,. . . N) отводу обмотки первого трансформатора, вторые выводы каждой i-й пары пьезорезонаторов подключены к отводам первой обмотки второго трансформатора, при этом второй вывод первого пьезорезонатора i-й пары подключен к i-му отводу, а второй вывод второго пьезорезонатора i-й пары подключен к (2N+2-i)-му отводу соответственно, (N+1)-й вывод первого трансформатора соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, (N+1)-й отвод первой обмотки второго трансформатора соединен с общей шиной, выводы второй обмотки второго трансформатора подключены к выходным клеммам фильтра.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что (N+1)-й вывод первого трансформатора соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, (N+1)-й отвод первой обмотки второго трансформатора соединен с общей шиной, выводы второй обмотки второго трансформатора подключены к выходным клеммам фильтра.

Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна".

При сравнении заявляемого технического 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 предлагаемого устройства.

Устройство состоит из N пар пьезорезонаторов 1, первого трансформатора 2 и второго трансформатора 3, содержащего две обмотки, из которых первая имеет (2N+1) выводов, а вторая - два вывода. При этом (N+1)-й вывод первого трансформатора подключен к входной потенциальной клемме фильтра, первые выводы каждой пары обозначенных пьезорезонаторов объединены и подключены к первому, второму, третьему и, наконец, к N-му выводу первого трансформатора. Первая обмотка второго трансформатора (N+1)-м выводом соединена с общей шиной, а к оставшимся 2N ее выводам подключены вторые выводы упомянутых пьезорезонаторов, причем выводы второй обмотки второго трансформатора подключены к выходным клеммам устройства.

Устройство работает следующим образом. Схема фильтра эквивалентна схеме прототипа (при условии, что (N+1)-й вывод первого трансформатора соединен с общей шиной) и так же, как схема прототипа, реализует передаточную функцию симметричной мостовой цепи, содержащей в каждой ветви N пьезорезонаторов и расширительную индуктивность.

Отличие состоит в том, что обмотка первого трансформатора возбуждается источником сигнала, подключенным к ней последовательно (в прототипе для возбуждения обмотки используется параллельное подключение источника сигнала). Кроме того, входное характеристическое сопротивление предлагаемой схемы фильтра примерно в раз меньше по сравнению с входным характеристическим сопротивлением прототипа (здесь f₀ - средняя частота фильтра, ΔF - полоса пропускания). Поэтому при заданных равных величинах входного нагрузочного сопротивления напряжение на обмотке первого трансформатора будет в раз меньше, чем на обмотке первого трансформатора фильтра-прототипа (при прочих равных условиях) и, следовательно, первый трансформатор будет работать в более "легком" режиме. Это обстоятельство позволяет реализовать фильтр, обладающий меньшими интермодуляционными искажениями, которые вносятся помехами с частотами, расположенными в полосах задерживания фильтра.

Предложенное решение проверено экспериментально. Были рассчитаны, изготовлены и измерены характеристики двух фильтров на частоту 8 кГц, с полосой пропускания 16 Гц. При этом схема фильтра с последовательным подключением обмотки первого трансформатора имела почти на 20 дБ меньшую величину интермодуляционных искажений третьего порядка.

Источник информации 1. Босый Н.Д. Электрические фильтры, Киев, Государственное издательство технической литературы УССР, 1960, с. 348, рис. 7.33б.

Формула изобретения

Полосовой пьезоэлектрический фильтр, содержащий N пар пьезорезонаторов, первый и второй трансформаторы, из которых первый имеет одну обмотку с (N+1) выводами, второй трансформатор имеет две обмотки, причем первая обмотка второго трансформатора имеет (2N+1) выводов, а вторая обмотка имеет два вывода, первые выводы каждой i-й пары пьезорезонаторов объединены и подключены соответственно к i-му (i= 1,2, . . . N) отводу обмотки первого трансформатора, вторые выводы каждой i-й пары пьезорезонаторов подключены к отводам первой обмотки второго трансформатора, при этом второй вывод первого пьезорезонатора i-й пары подключен к i-му отводу, а второй вывод второго пьезорезонатора i-й пары подключен к (2N+2-i)-му отводу соответственно, отличающийся тем, что (N+1)-й вывод первого трансформатора соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, (N+1)-й отвод первой обмотки второго трансформатора соединен с общей шиной, выводы второй обмотки второго трансформатора подключены к выходным клеммам фильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1