Многоканальный частотно-разделительный селектор



Многоканальный частотно-разделительный селектор
Многоканальный частотно-разделительный селектор

 


Владельцы патента RU 2493653:

Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") (RU)

Изобретение относится к преселекторам радиоприемных устройств. Техническим результатом является уменьшение рабочего затухания в полосах пропускания селектора. В селекторе к первому выводу первичной обмотки трансформатора подключены первый и второй конденсаторы, второй вывод первого конденсатора и второй вывод первичной обмотки трансформатора соединены с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой селектора и с первыми выводами третьего конденсатора и первой катушкой индуктивности, чьи вторые выводы соединены с общей шиной, к каждому выводу вторичных обмоток трансформатора подключен полосовой фильтр, состоящий из четвертого конденсатора, к чьему второму выводу подключена вторая катушка индуктивности, чей второй вывод соединен с пятым конденсатором и третьей катушкой индуктивности, чей второй вывод соединен с шестым конденсатором, чей второй вывод соединен с седьмым конденсатором и четвертой катушкой индуктивности. 2 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве преселектора профессиональных радиоприемных устройств.

В профессиональной аппаратуре связи при построении преселекторов зачастую применяют набор полосовых фильтров, подключаемых к дифференциальной системе, которая состоит из многообмоточного трансформатора, имеющего первичную обмотку связи и две вторичные обмотки, соединяемые гальванически и подключенные к балансному резистору, полосовые фильтры при этом поделены на две группы, первая из которых подключена к одной вторичной обмотке, вторая группа фильтров подключена к другой вторичной обмотке [1].

Такое включение фильтров позволяет провести необходимое частотное разделение рабочего диапазона частот на несколько независимых и одновременно работающих каналов, причем такая система включения фильтров обеспечивает достаточно высокий уровень развязки между каналами, минимизируя влияние входных сопротивлений фильтров первой и второй группы друг на друга. Это устройство является наиболее близким к предлагаемому техническому решению и выбрано нами в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то. что такая система вносит дополнительное рабочее затухание в рабочих полосах каналов 3 дБ при условии, что трансформатор не имеет потерь, индуктивности его обмотки бесконечно велики, коэффициент связи между обмотками равен единице. В реальных условиях дифференциальный трансформатор увеличивает рабочее затухание до 5÷6 дБ [1], а с учетом потерь в элементах фильтров рабочее затухание может достигать 10 дБ и более.

Задача изобретения - уменьшение рабочего затухания в полосах пропускания селектора.

Поставленная задача решается тем, что в селектор, содержащий многообмоточный трансформатор, состоящий из первичной обмотки, одной или нескольких вторичных индуктивно связанных между собой обмоток, а также группу полосовых фильтров, входы которых подключены к вторичным обмоткам трансформатора, выходы полосовых фильтров являются независимыми выходами селектора, дополнительно введены первый и второй конденсаторы, при этом к первому выводу первичной обмотки трансформатора подключены первый и второй конденсаторы, второй вывод первого конденсатора и второй вывод первичной обмотки трансформатора соединены с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой селектора и с первыми выводами третьего конденсатора и первой катушки индуктивности, вторые выводы которых соединены с общей шиной, к каждому из выводов вторичных обмоток трансформатора подключен полосовой фильтр, состоящий из четвертого конденсатора, ко второму выводу которого подключена вторая катушка индуктивности, второй вывод которой соединен с пятым конденсатором и третьей катушкой индуктивности, второй вывод которой соединен с шестым конденсатором, второй вывод которого соединен с седьмым конденсатором и четвертой катушкой индуктивности, при этом вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной, а второй вывод четвертой катушки индуктивности подключен к восьмому конденсатору, второй вывод которого является выходом данного фильтра и подключен к соответствующему потенциальному выходу селектора.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены первый и второй конденсаторы, при этом к первому выводу первичной обмотки трансформатора подключены первый и второй конденсаторы, второй вывод первого конденсатора и второй вывод первичной обмотки трансформатора соединены с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой селектора и с первыми выводами третьего конденсатора и цервой катушки индуктивности, вторые выводы которых соединены с общей шиной, к каждому из выводов вторичных обмоток трансформатора подключен полосовой фильтр, состоящий из четвертого конденсатора, ко второму выводу которого подключена вторая катушка индуктивности, второй вывод которой соединен с пятым конденсатором и третьей катушкой индуктивности, второй вывод которой соединен с шестым конденсатором, второй вывод которого соединен с седьмым конденсатором и четвертой катушкой индуктивности, при этом вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной, а второй вывод четвертой катушки индуктивности подключен к восьмому конденсатору, второй вывод которого является выходом данного фильтра и подключен к соответствующему потенциальному выходу селектора.

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

На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого селектора, который состоит из многообмоточного трансформатора 1, и группы полосовых фильтров 2, при этом к первичной обмотке трансформатора подключены первый 3 и второй 4 конденсаторы, второй вывод конденсатора 4 соединен, с входной потенциальной клеммой селектора, а также с конденсатором 5 и с первой катушкой индуктивности 6. вторые выводы конденсаторов 3 и 5, катушки 6 и первичной обмотки трансформатора соединены с общей шиной, все полосовые фильтры имеют идентичную структуру, каждый из них содержит четвертый конденсатор 7 к которому подключена вторая катушка индуктивности 8, ко второму выводу которой подключены пятый конденсатор 9 и третья катушка индуктивности 10, второй вывод которой соединен с шестым конденсатором 11, к которому подключены седьмой конденсатор 12 и четвертая катушка индуктивности 13, второй вывод которой через седьмой конденсатор 14 соединен с выходом данного полосового фильтра и с одним из выходов селектора. Вторые выводы конденсаторов 9 и 12 соединены с обшей шиной.

Устройство работает следующим образом.

Если трансформатор считать идеальным (сопротивления его обмоток бесконечны), то два фильтра, подключенные к одной из вторичных обмоток, будут включены последовательно и входное сопротивление одного из них будет нагружено на активное сопротивление R источника сигнала, подключенного к первичной обмотке, и последовательно включенного реактивного сопротивления, которое имеет второй фильтр в полосе пропускания первого фильтра. В данном случае частоты срезов этой пары фильтров выбраны так. что их полосы пропускания примыкают друг к другу. Для представленной схемы реализации и выбранных таким образом частот среза входные характеристические сопротивления будут иметь вид, представленный на фиг.2. В полосе пропускания первого фильтра, настроенного ниже по частоте относительно второго фильтра, последовательно с сопротивлением источника сигнала R включено емкостное сопротивление второго фильтра. В полосе пропускания второго фильтра последовательно с сопротивлением R включено индуктивное сопротивление первого фильтра. Вблизи частоты ω2 влияние емкостной составляющей второго фильтра будет незначительным, поскольку сопротивление емкостной составляющей при приближении к частоте ω2 стремится к нулю. Индуктивное сопротивление первого фильтра вблизи частоты ω2, также невелико и оказывает несущественное влияние на входное сопротивление второго фильтра. Поскольку емкостная составляющая второго фильтра и индуктивная первого являются частотно зависимыми величинами, и их сопротивление увеличивается при увеличении отстройки от частоты ω2, их влияние на формирование амплитудно-частотной характеристики вблизи частот ω1 и ω3 возрастает. Однако это влияние может быть уменьшено, если емкость конденсатора 7 первого фильтра увеличить, а индуктивность 8 второго фильтра уменьшить. Такой метод настройки пары фильтров с соприкасающимися полосами пропускания был проверен экспериментально с применением фильтров, имеющих относительные полосы пропускания от 10% до 30%. Неравномерность АЧХ в полосах пропускания не превышала 1 дБ.

При необходимости число вторичных обмоток с подключенными к ним парами фильтров может быть увеличено. При этом эти пары фильтров включаются между собой параллельно, и при большом их количестве коэффициент передачи в диапазоне частот изменяется (уменьшается к краям общего рабочего диапазона частот). Включенный на входе полосовой фильтр, составленный из конденсаторов 3, 4, 5 катушки индуктивности 6 и индуктивности первичной обмотки трансформатора, помимо согласования системы фильтров с источником сигнала и получения наиболее приемлемых значений параметров трансформатора (индуктивность фильтра на его выходе шунтирует идеальный трансформатор) выполняет роль амплитудного выравнивателя. Коэффициент передачи при отстройке от его средней частоты может быть увеличен за счет соответствующего изменения коэффициента нагрузки и частот среза.

Использование схемы предложенного селектора было проверено экспериментально на группе фильтров УКВ-диапазона. При использовании катушек индуктивности с добротностью 100 ед. неравномерность АЧХ каждого из фильтров не превышала 1,5 дБ. Рабочее затухание в полосах пропускания различных фильтров отличается друг от друга не более чем на 2,5 дБ, рабочее затухание в полосах пропускания селектора не превышало 4 дБ.

Таким образом, схема предложенного селектора позволяет существенно улучшить коэффициент передачи в рабочих полосах частот по сравнению с многополосными устройствами частотного разделения каналов, выполненных на основе известных дифференциальных систем.

Источники информации

1. Плешков Н.Г., Зингеренко A.M., Лавриш B.C., Климович В.Ф., Изаксон Б.К. Техника дальней связи. Изд. ВКАС, Ленинград, 1951, стр.101-105, 277-279.

Многоканальный частотно-разделительный селектор, содержащий многообмоточный трансформатор, состоящий из первичной обмотки, одной или нескольких вторичных индуктивно связанных между собой обмоток, а также группу полосовых фильтров, входы которых подключены к вторичным обмоткам трансформатора, выходы полосовых фильтров являются независимыми выходами селектора, отличающийся тем, что к первому выводу первичной обмотки трансформатора подключены первый и второй конденсаторы, второй вывод первого конденсатора и второй вывод первичной обмотки трансформатора соединены с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой селектора и с первыми выводами третьего конденсатора и первой катушки индуктивности, вторые выводы которых соединены с общей шиной, к каждому из выводов вторичных обмоток трансформатора подключен полосовой фильтр, состоящий из четвертого конденсатора, ко второму выводу которого подключена вторая катушка индуктивности, второй вывод которой соединен с пятым конденсатором и третьей катушкой индуктивности, второй вывод которой соединен с шестым конденсатором, второй вывод которого соединен с седьмым конденсатором и четвертой катушкой индуктивности, при этом вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной, а второй вывод четвертой катушки индуктивности подключен к восьмому конденсатору, второй вывод которого является выходом данного фильтра и подключен к соответствующему потенциальному выходу селектора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам беспроводной связи и, более конкретно, к технологии, использующей рекурсивную дискретизацию и сужение для определения наличия полосы частот и режима работы.

Изобретение относится к области приема электромагнитных, оптических, а также других сигналов вне зависимости от частотного диапазона. .

Изобретение относится к беспроводной связи. .

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в средствах контроля оконечных устройств мобильных систем связи. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании малогабаритных модулей приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем.

Изобретение относится к области приемопередающих устройств, таких как устройства мобильной связи, а именно к работе таких устройств в спящем режиме. .

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к приемопередатчикам, ретрансляторам. .

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в спутниковых системах связи. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в технике связи и измерительной технике. .

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и предназначено для распределения входного сигнала с заданным соотношением мощностей и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах, например, для формирования амплитудного распределения в приемопередающих фазированных антенных решетках (ФАР).

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано как входное устройство в профессиональных радиоприемниках. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве преселектора в профессиональном радиоприемном устройстве. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано во входных цепях радиоприемников, а также в качестве фильтров гармоник радиопередатчиков. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных приемопередающих комплексах, а также в многоканальных приемопередающих устройствах релейной и спутниковой связи.

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно к электрическим фильтрам нижних частот. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве входного устройства профессионального радиоприемника. Технический результат заключается в обеспечении электронно-перестраиваемой полосы режекции в рабочем диапазоне частот. Устройство содержит фильтр нижних частот, состоящий из N идентичных по структуре звеньев, каждое звено состоит из катушки индуктивности, первый вывод которой является входом звена, второй вывод является выходом звена, к каждому из выводов катушки индуктивности подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной, при этом дополнительно введены два контура, каждый из которых состоит из параллельно соединенных конденсатора и катушки индуктивности, также дополнительно введены первая, вторая, третья и четвертая сигнальные шины, кроме того, ко второй сигнальной шине подключена первая группа, содержащая М электронных ключей, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов подключены к первой сигнальной шине, а к третьей сигнальной шине подключена вторая группа, содержащая М электронных ключей, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с четвертой сигнальной шиной. 2 ил.
Наверх