Высокочастотный полосовой пьезоэлектрический фильтр
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Технический результат заключается в обеспечении более широких полос пропускания и улучшении прямоугольности амплитудно-частотной характеристики фильтра с низкочастотной стороны. Фильтр (Ф) содержит пьезорезонаторы (ПР) 1, 2, 6, 7, катушки индуктивности с обмотками связи (КИ) 8, 9, конденсаторы (К) 3, 5, 10, 11. Сигнал поступает через согласующие К 10, 3 на обмотку КИ 8 и на ПР 1. С обмотки связи КИ 8 сигнал, сдвинутый по фазе на 180 градусов, поступает на ПР 6. Токи, протекающие через ПР 1 и 6, вычитаются на нагрузкочном К 4. В результате реализуется передаточная функция цепи, эквивалентной мостовой, в каждое плечо которой включён ПР. Другая часть схемы работает аналогично. Схема Ф в целом эквивалентна двухзвенной мостовой схеме полосового фильтра четвертого порядка. Максимальная полоса пропускания равна двойному частотному промежутку используемых ПР. В схеме для согласования с нагрузочными сопротивлениями использованы два емкостных делителя из К 10, 3 и 5, 11. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов.
Известен полосовой пьезоэлектрический фильтр [1], содержащий первый и второй пьезорезонаторы, первый вывод первого пьезорезонатора через первый конденсатор соединен с общей шиной, второй вывод первого пьезорезонатора соединен с первым выводом второго пьезорезонатора и одновременно через второй конденсатор с общей шиной, второй вывод второго пьезорезонатора через третий конденсатор соединен с общей шиной.
Недостатком известного устройства является то, что оно реализует полюса затухания, расположенные только с высокочастотной стороны от полосы пропускания фильтра, а ширина полосы пропускания не превышает 15-20% ширины частотного промежутка пьезорезонатора:
F=fp-fg,
где fp - частота параллельного резонанса пьезорезонатора;
fg - частота последовательного резонанса пьезорезонатора.
Задача изобретения - обеспечить реализацию более широких полос пропускания и лучшую прямоугольность амплитудно-частотной характеристики фильтра с низкочастотной стороны.
Поставленная задача решается тем, что в схему фильтра введены дополнительно третий и четвертый пьезорезонаторы, первые выводы которых подключены ко второму выводу первого пьезорезонатора, первая и вторая катушки индуктивности с обмотками связи, а также четвертый и пятый конденсаторы, при этом первый вывод четвертого конденсатора является входом фильтра, а второй соединен с первым выводом первой катушки индуктивности, первый вывод обмотки связи первой катушки индуктивности соединен со вторым выводом третьего пьезорезонатора, первый вывод пятого конденсатора является выходом фильтра, а второй его вывод соединен с первым выводом второй катушки индуктивности, при этом первый вывод обмотки связи второй катушки индуктивности соединен со вторым выводом четвертого пьезорезонатора, вторые выводы первой и второй катушек индуктивности, а также вторые выводы обмоток связи первой и второй катушек индуктивности соединены с общей шиной.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в схему введены дополнительно третий и четвертый пьезорезонаторы, первые выводы которых подключены ко второму выводу первого пьезорезонатора, первая и вторая катушки индуктивности с обмотками связи, а также четвертый и пятый конденсаторы, при этом первый вывод четвертого конденсатора является входом фильтра, а второй соединен с первым выводом первой катушки индуктивности, первый вывод обмотки связи первой катушки индуктивности соединен со вторым выводом третьего пьезорезонатора, первый вывод пятого конденсатора является выходом фильтра, а второй его вывод соединен с первым выводом второй катушки индуктивности, при этом первый вывод обмотки связи второй катушки индуктивности соединен со вторым выводом четвертого пьезорезонатора, вторые выводы первой и второй катушек индуктивности, а также вторые выводы обмоток связи первой и второй катушек индуктивности соединены с общей шиной.
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 прелагаемого устройства. Устройство содержит первый 1 и второй 2 пьезорезонаторы, первый вывод первого пьезорезонатора через первый конденсатор 3 соединен с общей шиной, второй вывод первого пьезорезонатора соединен с первым выводом второго пьезорезонатора и через второй конденсатор 4 с общей шиной, второй вывод второго пьезорезонатора через третий конденсатор 5 соединен с общей шиной, кроме того, устройство содержит третий 6 и четвертый 7 пьезорезонаторы, первые выводы которых соединены и подключены ко второму выводу первого пьезорезонатора 1, первую 8 и вторую 9 катушки индуктивности с обмотками связи, а также четвертый 10 и пятый 11 конденсаторы, причем первый вывод четвертого конденсатора является входом фильтра, а второй его вывод подключен к первому выводу первой катушки индуктивности, первый вывод обмотки связи которой соединен со вторым выводом третьего пьезорезонатора, первый вывод пятого конденсатора 11 является выходом фильтра, а второй его вывод соединен с первым выводом второй катушки индуктивности 9, первый вывод обмотки связи которой соединен со вторым выводом четвертого пьезорезонатора 7, вторые выводы первой и второй катушек индуктивности, а также вторые выводы их обмоток связи соединены с общей шиной.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал поступает на вход фильтра и через согласующие конденсаторы 10 и 3 поступает на обмотку первой катушки индуктивности и одновременно на пьезорезонатор 1. С обмотки связи сигнал, сдвинутый по фазе на 180
, поступает на пьезорезонатор 6. Токи, протекающие через пьезорезонаторы 1 и 6, вычитаются на нагрузочном конденсаторе 4. В результате при соответствующем подборе величины элементов схемы эта часть схемы реализует передаточную функцию цепи, эквивалентной симметричной мостовой, в каждое плечо которой включен пьезорезонатор. Другая часть схемы работает аналогичным образом. Таким образом, схема устройства в целом эквивалентна двухзвенной мостовой схеме полосового фильтра четвертого порядка, максимальная ширина полосы пропускания которой равна двойному частотному промежутку используемых пьезорезонаторов, в которой для согласования с нагрузочными сопротивлениями использованы два емкостных делителя, состоящих из конденсаторов 10, 3 и 5, 11.
Данное устройство прошло экспериментальную проверку, выпущен полный комплект рабочей конструкторской документации, по которой изготавливаются образцы для ряда профессиональных радиоприемных устройств.
Источник информации
1. Пьезоэлектрические фильтры. Я.И. Великин, З.Я. Гельмонт, Э.В. Зелях. М.: Связь, 1966, стр. 177, табл. 3.12.
Формула изобретения
Высокочастотный полосовой пьезоэлектрический фильтр, содержащий первый и второй пьезорезонаторы, первый вывод первого пьезорезонатора через первый конденсатор соединен с общей шиной, второй вывод первого пьезорезонатора соединен с первым выводом второго пьезорезонатора и одновременно через второй конденсатор с общей шиной, второй вывод второго пьезорезонатора через третий конденсатор соединен с общей шиной, отличающийся тем, что в схему фильтра введены дополнительно третий и четвертый пьезорезонаторы, первые выводы которых подключены ко второму выводу первого пьезорезонатора, первая и вторая катушки индуктивности с обмотками связи, а также четвертый и пятый конденсаторы, при этом первый вывод четвертого конденсатора является входом фильтра, а второй соединен с первым выводом первой катушки индуктивности, первый вывод обмотки связи первой катушки индуктивности соединен со вторым выводом третьего пьезорезонатора, первый вывод пятого конденсатора является выходом фильтра, а второй его вывод соединен с первым выводом второй катушки индуктивности, при этом первый вывод обмотки связи второй катушки индуктивности соединен со вторым выводом четвертого пьезорезонатора, вторые выводы первой и второй катушек индуктивности, а также вторые выводы обмоток связи первой и второй катушек индуктивности соединены с общей шиной.
РИСУНКИРисунок 1
