Широкополосный пьезоэлектрический фильтр

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов. Технический результат - расширение полосы пропускания и согласование с нагрузками, имеющими широкий диапазон значений. Широкополосный пьезоэлектрический фильтр содержит пьезоэлектрический резонатор с параллельно подключенным к нему конденсатором, к первому выводу пьезоэлектрического резонатора подключен второй конденсатор, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу пьезоэлектрического резонатора подключен третий конденсатор, второй вывод которого подключен к общей шине, в схему фильтра дополнительно введены четвертый, пятый конденсаторы и первая, вторая катушка индуктивности, при этом четвертый конденсатор и первая катушка индуктивности включены между первым выводом пьезоэлектрического резонатора и входной потенциальной клеммой фильтра, а пятый конденсатор и вторая катушка индуктивности включены между вторым выводом пьезоэлектрического резонатора и выходной потенциальной клеммой фильтра. 2 ил.

 

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

Известен пьезоэлектрический фильтр [1], содержащий пьезоэлектрический резонатор с параллельно подключенным к нему конденсатором, к первому выводу пьезорезонатора подключен второй конденсатор, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу пьезорезонатора подключен третий конденсатор, второй вывод которого подключен к общей шине.

Этот фильтр является наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству и выбран в качестве прототипа.

Его недостатком является узкая полоса пропускания фильтра, и работа на высокоомные нагрузки.

Задача изобретения - расширение полосы пропускания и согласование с нагрузками, имеющих широкий диапазон значений. Поставленная задача решается тем, что в фильтре, содержащем пьезоэлектрический резонатор с параллельно подключенным к нему конденсатором, к первому выводу пьезорезонатора подключен второй конденсатор, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу пьезорезонатора подключен третий конденсатор, второй вывод которого подключен к общей шине, дополнительно введены четвертый, пятый конденсаторы и первая, вторая катушки индуктивности, при этом четвертый конденсатор и первая катушка индуктивности включены между первым выводом пьезорезонатора и входной потенциальной клеммой фильтра, а пятый конденсатор и вторая катушка индуктивности включены между вторым выводом пьезорезонатора и выходной потенциальной клеммой фильтра.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в фильтр дополнительно введены четвертый, пятый конденсаторы и первая, вторая катушки индуктивности, при этом четвертый конденсатор и первая катушка индуктивности включены между первым выводом пьезорезонатора и входной потенциальной клеммой фильтра, а пятый конденсатор и вторая катушка индуктивности включены между вторым выводом пьезорезонатора и выходной потенциальной клеммой фильтра.

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 фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из пьезоэлектрического резонатора 1 с параллельно подключенным конденсатором 2, к первому выводу пьезорезонатора подключен второй конденсатор 3, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу пьезорезонатора 1 подключен третий конденсатор 4, второй вывод которого подключен к общей шине, четвертый конденсатор 5 и первая катушка индуктивности 6 включены между первым выводом пьезорезонатора и входной потенциальной клеммой фильтра, пятый конденсатор 7 и вторая катушка индуктивности 8 включены между вторым выводом пьезорезонатора и выходной клеммой фильтра.

Устройство работает следующим образом. Полосовой фильтр представляет собой эквивалент симметричной мостовой схемы, который можно получить, применяя теорему перегиба. Частотные зависимости реактивных сопротивлений ветвей эквивалентного моста Za и Zb показаны на фиг.2.

Для соответствующего расположения реактивных сопротивлений были получены формулы расчета элементов, которые подтверждают «реализуемый» эквивалентный переход от расчетной мостовой структуры к предлагаемой лестничной при определенных соотношениях элементов схемы.

Данная схема имеет более второй класс по затуханию и по характеристическому сопротивлению по сравнению со схемой прототипа и, кроме того, позволяет получить значительно более широкую полосу пропускания (равную двум частотным промежуткам резонатора) по сравнению с прототипом. Дополнительно введенные элементы позволяют не только расширить полосу пропускания фильтра, но и согласовать данный фильтр с нагрузками, имеющими широкий диапазон значений.

Характеристическое сопротивление фильтра Zm: .

Тогда, варьируя ω_x, можно добиться необходимого для работы фильтра сопротивления нагрузки.

Источник информации

1. Великий Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пьезоэлектрические фильтры. - М.: Связь, 1966. - 396 с.

Широкополосный пьезоэлектрический фильтр, содержащий пьезоэлектрический резонатор с параллельно подключенным к нему конденсатором, к первому выводу пьезорезонатора подключен второй конденсатор, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу пьезорезонатора подключен третий конденсатор, второй вывод которого подключен к общей шине, отличающийся тем, что в схему фильтра дополнительно введены четвертый, пятый конденсаторы и первая, вторая катушка индуктивности, при этом четвертый конденсатор и первая катушка индуктивности включены между первым выводом пьезорезонатора и входной потенциальной клеммой фильтра, а пятый конденсатор и вторая катушка индуктивности включены между вторым выводом пьезорезонатора и выходной потенциальной клеммой фильтра.