Полосовой высокоизбирательный перестраиваемый lс-фильтр

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в профессиональных радиоприемных устройствах. Достигаемый технический результат - улучшение электрических параметров фильтра: увеличение коэффициента прямоугольности АЧХ и затухания в полосе задерживания, расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности перестройки фильтра. Полосовой высокоизбирательный перестраиваемый LC-фильтр содержит в продольной ветви первый конденсатор с подключенной к нему первой катушкой индуктивности, вторую и третью катушки индуктивности, второй конденсатор и третью катушку индуктивности, четвертую, пятую, шестую, седьмую и восьмую катушки индуктивности, первую, вторую и третью сигнальные шины, первую и вторую группы конденсаторов, к первой сигнальной шине подключена первая группа конденсаторов, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен со второй сигнальной шиной, первые выводы второй группы конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен с третьей сигнальной шиной. 5 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в профессиональных радиоприемных устройствах.

Для частотной селекции сигналов в радиоприемных устройствах находят применение различные типы полосовых LC-фильтров. Одним из них, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству, является фильтр, содержащий первый конденсатор, соединенный с первой катушкой индуктивности, второй вывод которой соединен со второй и третьей катушками индуктивности, второй вывод второй катушки индуктивности соединен со вторым конденсатором, вторые выводы второго конденсатора и третьей катушки индуктивности соединены с общей шиной [1]. Данная схема реализует полосовую амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), обеспечивая полюс затухания, расположенный выше полосы пропускания, и содержит минимальное число конденсаторов, что упрощает построение перестраиваемой по частоте полосовой цепи.

Это решение выбрано в качестве прототипа. Недостатком прототипа является то, что этот фильтр обеспечивает только один полюс затухания АЧХ и, следовательно, недостаточно высокие уровень затухания в полосе задерживания и коэффициент прямоугольности.

Задача изобретения - улучшение электрических параметров фильтра (увеличение коэффициента прямоугольности АЧХ и затухания в полосе задерживания), а также расширение функциональных возможностей (обеспечение возможности перестройки фильтра).

Поставленная задача решается тем, что в фильтр, содержащий в продольной ветви первый конденсатор с подключенной к нему первой катушкой индуктивности, второй вывод которой соединен со второй и третьей катушками индуктивности, второй вывод второй катушки индуктивности соединен со вторым конденсатором, вторые выводы второго конденсатора и третьей катушки индуктивности соединены с общей шиной, дополнительно введены четвертая, пятая, шестая, седьмая и восьмая катушки индуктивности, при этом четвертая, пятая и шестая катушки индуктивности подключены к первому конденсатору, второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с входной потенциальной клеммой устройства, второй вывод пятой катушки индуктивности соединен с общей шиной, второй вывод шестой катушки индуктивности подключен ко второму выводу первого конденсатора и одновременно к седьмой катушке индуктивности, второй вывод которой соединен с общей шиной, восьмая катушка индуктивности соединена с первыми выводами второй и третьей катушек индуктивности, второй вывод восьмой катушки индуктивности подключен к выходной потенциальной клемме устройства, кроме того, в устройство дополнительно введены первая, вторая и третья сигнальные шины, первая из них подключена к первому выводу первого конденсатора, вторая шина подключена ко второму выводу первого конденсатора, третья подключена к первому выводу второго конденсатора, к первой сигнальной шине подключена первая группа конденсаторов, вторые выводы каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединены со второй сигнальной шиной, устройство содержит также вторую группу конденсаторов, первые выводы которых соединены с общей шиной, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен с третьей сигнальной шиной.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены четвертая, пятая, шестая, седьмая и восьмая катушки индуктивности, при этом четвертая, пятая и шестая катушки индуктивности подключены к первому конденсатору, второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с входной потенциальной клеммой устройства, второй вывод пятой катушки индуктивности соединен с общей шиной, второй вывод шестой катушки индуктивности подключен ко второму выводу первого конденсатора и одновременно к седьмой катушке индуктивности, второй вывод которой соединен с общей шиной, восьмая катушка индуктивности соединена с первыми выводами второй и третьей катушек индуктивности, второй вывод восьмой катушки индуктивности подключен к выходной потенциальной клемме устройства, кроме того в устройство дополнительно введены первая, вторая и третья сигнальные шины, первая из них подключена к первому выводу первого конденсатора, вторая шина подключена ко второму выводу первого конденсатора, третья подключена к первому выводу второго конденсатора, к первой сигнальной шине подключена первая группа конденсаторов, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен со второй сигнальной шиной, устройство содержит также вторую группу конденсаторов, первые выводы которых соединены с общей шиной, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен с третьей сигнальной шиной.

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

На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Оно содержит первый конденсатор 1, к которому подключена первая катушка индуктивности 2, ко второму выводу которой подключены вторая 3 и третья 4 катушки индуктивности, ко второму выводу второй катушки индуктивности подключен второй конденсатор 5, вторые выводы третьей катушки и второго конденсатора соединены с общей шиной. Кроме того устройство содержит четвертую 6, пятую 7 и шестую 8 катушки индуктивности. При этом второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с входной потенциальной клеммой устройства, второй вывод пятой катушки 7 соединен с общей шиной, второй вывод шестой катушки 8 соединен со вторым выводом первого конденсатора 1. Седьмая катушка индуктивности 9 подключена ко второму выводу конденсатора 1. Восьмая катушка индуктивности 10 подключена к первым выводам катушек индуктивности 3 и 4, второй ее вывод соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра.

В устройство входят также первая сигнальная шина 11, подключенная к первому выводу первого конденсатора, вторая сигнальная шина 12, подключенная ко второму выводу первого конденсатора, третья сигнальная шина 13, подключенная к первому выводу второго конденсатора. Помимо этого устройство содержит первую группу конденсаторов 14, подключенных первыми выводами к первой сигнальной шине, вторые выводы этих конденсаторов через электронные ключи 15 подключены ко второй сигнальной шине. Вторая группа конденсаторов 16 подключена первыми выводами к общей шине, вторые выводы этих конденсаторов через электронные ключи 17 подключены к третьей сигнальной шине.

Устройство работает следующим образом.

Первое звено, состоящее из конденсатора 1 и катушек индуктивности 2, 6, 7, 8 и 9, представляет собой полосовой фильтр первого класса по затуханию, первого класса по сопротивлению и позволяет реализовать один полюс затухания на частотах ниже средней частоты фильтра. Это звено является эквивалентом симметричного мостового фильтра, схема которого показана на фиг.2.

На фиг.3 представлены частотные зависимости реактивных сопротивлений этой схемы.

С учетом обозначений, приведенных на фиг.2 и фиг.3, сопротивления ветвей этого мостового четырехполюсника можно записать в следующем виде:

Z1=jωL1,

Для характеристического сопротивления и характеристической постоянной передачи gc из (1) получим:

На частоте полюса затухания ω=ω когда характеристическая постоянная передачи gc→∝, и, следовательно,

Здесь введен коэффициент , характеризующий положение полюса затухания фильтра, который можно определить из формулы (3):

Задаваясь величиной номинального характеристического сопротивления Zm=Zc при ω=ω0, где - средняя частота, а также частотами ω1, ω2, ω из уравнений (1) и (4), можно получить формулы для определения величин L1, L2, L4, С4 мостового фильтра (фиг.2):

Для случая, когда m>1 (полюс затухания расположен ниже частоты ω0) L1>L2, как следует из (5), и индуктивность L2 можно вынести за пределы мостовой схемы [2]. В оставшейся части схемы величина L1-L2>L4 при m2>1+2γ, где - относительная ширина полосы пропускания. Представим индуктивность L4 в виде параллельного соединения двух индуктивностей ΔL=L1-L2 и . Вынося параллельную индуктивность, равную ΔL, за пределы моста [3], получим схему, приведенную на фиг.4.

В случае, когда m<1 (полюс затухания расположен выше частоты ω0) L1>L2, выносим за пределы моста индуктивность L1 и получим схему, приведенную на фиг.5. Заменив двухполюсник поперечной ветви этой схемы эквивалентным ему двухполюсником, состоящим параллельного соединения последовательного контура и индуктивности [5], получим схему второго звена полосового фильтра, соответствующую оставшейся части схемы фиг.1 после выделения из нее первого звена.

Таким образом, схема, приведенная на фиг.1, представляет собой двухзвенный полосовой фильтр второго класса по затуханию. При этом первое звено обеспечивает полюс затухания на частотах ниже ω0, второе - на частотах выше частоты ω0, оба звена имеют равные характеристические сопротивления и хорошо согласуются между собой.

Поскольку такой фильтр имеет второй класс по затуханию, его характеристическая фаза на частоте ω=ω0 равна π радиан и его входное сопротивление, как показано в [4], не зависит от величины Zm, которое изменяется при перестройке средней частоты, вследствие чего эта схема допускает перестройку по частоте без изменения вносимого затухания на средней частоте при неизменном нагрузочном сопротивлении.

Для изменения частоты фильтра к каждому из двух конденсаторов подключается соответствующий дискретный конденсатор переменной емкости (ДКПЕ).

Поскольку фильтр содержит минимальное количество конденсаторов, он достаточно экономичен при изготовлении. Изменяя значения индуктивностей 6-7, 2-9 и 4-10, можно получать наиболее удобные для реализации ДКПЕ значения конденсаторов 1 и 5.

Источники информации

1. Босый Н.Д. Электрические фильтры. Гостехиздат УССР, Киев, 1959 (стр.165, рис.3.23).

2. Великий Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пьезоэлектрические фильтры. М., «Связь», 1966.

3. Гиллемин Е.А. Синтез пассивных цепей. М., «Связь», 1970.

4. Яковлев А.Н., Ясинский И.М. Анализ входных сопротивлений электрических фильтров. Техника радиосвязи. Вып.14, 2009.

5. Черне Х.И. Индуктивные связи и трансформации в электрических фильтрах. М., Связьиздат, 1962.

Полосовой высокоизбирательный перестраиваемый LC-фильтр, содержащий в продольной ветви первый конденсатор с подключенной к нему первой катушкой индуктивности, второй вывод которой соединен со второй и третьей катушками индуктивности, второй вывод второй катушки индуктивности соединен со вторым конденсатором, вторые выводы второго конденсатора и третьей катушки индуктивности соединены с общей шиной, отличающийся тем, что в устройство дополнительно введены четвертая, пятая, шестая, седьмая и восьмая катушки индуктивности, при этом четвертая, пятая и шестая катушки индуктивности подключены к первому конденсатору, второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с входной потенциальной клеммой устройства, второй вывод пятой катушки индуктивности соединен с общей шиной, второй вывод шестой катушки индуктивности подключен ко второму выводу первого конденсатора и одновременно к седьмой катушке индуктивности, второй вывод которой соединен с общей шиной, восьмая катушка индуктивности соединена с первыми выводами второй и третьей катушек индуктивности, второй вывод восьмой катушки индуктивности подключен к выходной потенциальной клемме устройства, кроме того в устройство дополнительно введены первая, вторая и третья сигнальные шины, первая из них подключена к первому выводу первого конденсатора, вторая шина подключена ко второму выводу первого конденсатора, третья подключена к первому выводу второго конденсатора, к первой сигнальной шине подключена первая группа конденсаторов, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен со второй сигнальной шиной, устройство содержит также вторую группу конденсаторов, первые выводы которых соединены с общей шиной, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен с третьей сигнальной шиной.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов в приемно-передающих профессиональных устройствах связи.

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.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для повышения точности и чувствительности разных измерительных приборов и оборудования в радиолокационных станциях, системах связи и т.п.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения параметров вибраций в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к радиоэлектронике. .

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно к электрическим фильтрам с механическими резонаторами. .

Изобретение относится к устройствам обработки радиосигналов на объемных акустических волнах и может быть использовано в широкополосных системах связи, радиолокации, системах радиопротиводействия, а также в калибраторах различного назначения, включая калибраторы дальности радиолокационных станций и высотомеров.

Изобретение относится к устройствам обработки радиосигналов на объемных и поверхностных акустических волнах и может быть использовано в широкополосных системах связи, радиолокации и в системах радиопротиводействия.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в фильтрах промежуточных и несущих радиочастот для селекции сигналов в радиотелефонах, пейджерах, мобильных системах связи и т.д.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для беспроводной передачи энергии на средние расстояния. Достигаемый технический результат - повышение КПД в системах беспроводной передачи энергии. Предложены три варианта устройства для беспроводной передачи энергии, один из которых включает в себя: по меньшей мере, один твердотельный магнитострикционный резонатор в форме стержня; по меньшей мере, один стержень из мягкого магнитного материала, расположенный в непосредственной близости от указанного резонатора на расстоянии, не превышающем его длину; по меньшей мере, одну преобразующую катушку, намотанную вокруг или расположенную вблизи указанного резонатора или стержня из мягкого магнитного материала на расстоянии, не превышающем длину резонатора или стержня, а также два варианта способа согласования устройств для беспроводной передачи энергии и три варианта системы, основанной на применении заявленных способов и включающей в себя заявленные устройства. 8 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано в составе регулируемых устройств, а именно регулируемой ультразвуковой линии задержки в частотном диапазоне 10-1000 МГц с применением в различных радиоэлектронных системах обработки информации. Технический результат заключается в создании регулируемого акустоэлектронного устройства, способного работать как на объемных, так и на поверхностных акустических волнах. Технический результат достигается за счет акустоэлектронного устройства, в котором используется звукопровод, состоящий из монокристалла лантан-стронциевого манганита состава La1-xSrxMnO3 (0,12≤x≤0,18) с термически регулируемыми значениями скоростей объемных или поверхностных акустических волн вблизи структурного фазового перехода; устройство содержит звукопровод с расположенными на его торцах широкополосными преобразователями объемных или поверхностных акустических волн, термоэлектрический регулятор температуры. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и акустоэлектронике и может быть использовано в устройствах измерительной техники и в радиосвязи. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности частотно-избирательного устройства для обработки сигналов на ПАВ в процессе параллельной обработки сигналов различных частот. Частотно-избирательное устройство для обработки сигналов на поверхностных акустических волнах (ПАВ) включает слоистый звукопровод из фононного кристалла в форме удлиненной пластины, на одной широкой грани которой размещен слой твердого вещества с акустическим импедансом, отличным от материала звукопровода, и связанные со звукопроводом по меньшей мере два электроакустических преобразователя, пластина фононного кристалла образована размещенной в матрице решеткой единичных протяженных элементов, продольная ось которых совпадает с шириной пластины, слой твердого вещества полностью покрывает поверхность пластины, причем входной электроакустический преобразователь выполнен с возможностью возбуждения ПАВ Лява в слое твердого вещества и размещен на широкой грани на одном конце пластины, слой твердого вещества в направлении длины пластины имеет участок переменной толщины, приемные электроакустические преобразователи расположены на другой широкой грани пластины. 5 з. п. ф-лы, 6 ил.

Полосовой перестраиваемый LC-фильтр относится к радиоэлектронике и может использоваться для частотной селекции сигналов в радиоприемных устройствах. Достигаемый технический результат - улучшение избирательности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности перестройки по частоте. Полосовой перестраиваемый LC-фильтр содержит полосовую цепь, которая состоит из первой катушки индуктивности, к первому выводу которой подключен первый конденсатор, второй вывод которого соединен со вторым конденсатором, ко второму выводу которого подключена вторая катушка индуктивности, второй вывод которой соединен с общей шиной, а также третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой конденсаторы. 4 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве входного устройства профессионального радиоприемника. Достигаемый технический результат - улучшение неравномерности АЧХ и увеличение коэффициента передачи в рабочей полосе частот при обеспечении необходимой режекции одной из заданных частот. Режекторный LC-фильтр содержит фильтр нижних частот, который состоит из N катушек индуктивности, соединенных друг с другом последовательно, к каждому из выводов этих катушек индуктивности подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной, при этом к первому выводу первой катушки индуктивности фильтра нижних частот подключен первый контур, состоящий из параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора, ко второму выводу последней катушки индуктивности фильтра нижних частот подключен второй контур, состоящий из параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора, второй вывод второго контура соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам акустоэлектроники, предназначенным для формирования кодированного информационного сигнала в системах радиочастотной идентификации объектов. Технический результат - повышение достоверности приема и обработки информационного сигнала, повышение технологичности сборочных операций. Для этого многоканальная отражательная линия задержки на поверхностных акустических волнах выполнена на подложке из пьезоэлектрического материала, содержащая входной преобразователь, отражательные элементы с выходными контактами, к которым подключена внешняя нагрузка, отражательные элементы выполнены в виде встречно-штыревых преобразователей. Входной преобразователь состоит из n отдельных идентичных встречно-штыревых преобразователей, соединенных параллельно, каждый из которых образует самостоятельный акустический канал. В каждом акустическом канале с каждой стороны от встречно-штыревого преобразователя установлены отражающие элементы. Отражающие элементы в акустических каналах с каждой из сторон расположены по одной линии и на равных расстояниях от краев подложки. К выходным контактам отражательных элементов подключена регулируемая нагрузка в виде индуктивности, емкости или резистора. N отдельных идентичных встречно-штыревых преобразователей расположены вдоль линии, имеющей угол наклона α к линии расположения отражательных элементов. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для обработки предварительно зарегистрированных однократных или редко повторяющихся нестационарных сигналов, сопровождаемых широкополосным стационарным процессом, например вибрационным. Достигаемый технический результат - выделение нестационарных сигналов, имеющих ограниченную длительность, произвольных по форме и спектру частот. Способ фильтрации нестационарных сигналов выполняется посредством корреляционного приема предварительно записанных на носитель информации с последующим выделением полезного сигнала, а поиск полезного сигнала осуществляется одновременно с запоминанием мгновенных значений корреляционной функции и спектральной плотности сигнала, их сравнением и выявлением отличий соответствующих характеристик от признаков стационарности, при этом производят оценку амплитудно-частотного диапазона полезного сигнала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Технический результат - обеспечение согласования фильтра гармоник во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и повышение коэффициента передачи при одновременном снижении уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика содержит в средней своей части N средних катушек индуктивности, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей, и второй конденсатор переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, N входных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, входные переключатели и выходные переключатели. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в усилителях мощности широкодиапазонных радиопередатчиков. Технический результат - обеспечение согласования во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика при одновременном упрощении процессов настройки. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика содержит N переключаемых по входу и выходу при помощи входных и выходных переключателей LC-фильтров, каждый из которых содержит первую и вторую катушки индуктивности в продольных плечах, соединенные между собой, и конденсатор, включенный между точкой соединения катушек индуктивности и общей шиной, конденсатор переменной емкости, общий для всех LC-фильтров, в каждый LC-фильтр введен понижающий автотрансформатор, вторичная обмотка которого подключена параллельно конденсатору, а первичная обмотка понижающего автотрансформатора подключена к конденсатору переменной емкости через один из N дополнительно введенных переключателей, причем конденсатор переменной емкости выполнен в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к СВЧ электроакустике и является основой для создания стабилизированных генераторов сетки частот, узкополосных фильтров, высокочувствительных сенсоров и других СВЧ частотозадающих элементов для средств связи, автоматики и радиолокации. Технический результат - обеспечение высокой стабильности частоты генерации и минимального значения фазовых шумов в широком частотном диапазоне. Многочастотный резонатор на объемных акустических волнах содержит звукопровод и источник акустических колебаний, который включает в себя пьезоэлектрик, верхний и нижний металлические электроды , при этом источник акустических колебаний размещен на одной из поверхностей звукопровода, звукопровод выполнен из ориентированного монокристалла алмаза с кристаллографическими плоскостями срезов(100), или (110), или (111), соответствующих направлениям распространения чистых продольных мод. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в профессиональных радиоприемных устройствах. Достигаемый технический результат - улучшение электрических параметров фильтра: увеличение коэффициента прямоугольности АЧХ и затухания в полосе задерживания, расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности перестройки фильтра. Полосовой высокоизбирательный перестраиваемый LC-фильтр содержит в продольной ветви первый конденсатор с подключенной к нему первой катушкой индуктивности, вторую и третью катушки индуктивности, второй конденсатор и третью катушку индуктивности, четвертую, пятую, шестую, седьмую и восьмую катушки индуктивности, первую, вторую и третью сигнальные шины, первую и вторую группы конденсаторов, к первой сигнальной шине подключена первая группа конденсаторов, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен со второй сигнальной шиной, первые выводы второй группы конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод каждого из этих конденсаторов через соответствующий электронный ключ соединен с третьей сигнальной шиной. 5 ил.

Наверх