Активное электрическое частотно-селективное устройство
ACTIVE ELECTRIC FREQUENCY-SELECTIVE DEVICE

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов в приемо-передающих устройствах связи.
В профессиональных радиоприемных устройствах для предварительной селекции сигналов применяют фильтры нижних частот (см. 1 стр. 239, рис. 9.9, стр. 276, рис. 9.24) [1]. Однако в полосе пропускания фильтра нижних частот могут находится сосредоточенные помехи. Для ослабления сосредоточенных помех в полосе фильтра нижних частот необходимо иметь дополнительные заграждающие фильтры.
Известно активное частотно-селективное устройство, содержащее входную и выходную потенциальные клеммы, общую шину, дифференциальный усилитель, имеющий два входа и два выхода, первый и второй двухполюсники соединенные первыми выводами с потенциальной входной клеммой, а вторыми - с соответствующим входом дифференциального усилителя, третий и четвертый двухполюсники, соединенные первым выводом с потенциальной входной клеммой, а вторыми - с соответствующим выходом дифференциального усилителя, при этом первый, второй и третий двухполюсники выполнены в виде пьезоэлектрических резонаторов, а четвертый двухполюсник выполнен в виде резистора.
Известное частотно-селективное устройство является активным пьезоэлектрическим полосовым фильтром с режекцией части спектра в полосе пропускания. [2]. Это устройство может быть принято в качестве прототипа.
Задача изобретения - расширение арсенала технических средств в области активных электрических частотно-селективных устройств.
Технический результат - получение схемы фильтра нижних частот с режекцией узкого спектра.
Технический результат достигается тем, что у
активного электрического частотно-селективного устройства, содержащего общую шину, входную и выходную потенциальные клеммы, а также дифференциальный усилитель, подключенные к его входам, первыми выводами первый и второй двуполюсники, вторые выводы которых соединены друг с другом и с входной потенциальной клеммой, а к его выходам первыми выводами третий и четвертый двухполюсники, вторые выводы которых соединены друг с другом и с выходной потенциальной клеммой, согласно изобретению,
первый двухполюсник выполнен в виде соединенных параллельно катушки индуктивности, конденсатора и трех пьезорезонаторов,
второй двухполюсник выполнен в виде соединенных последовательно катушки индуктивности и многоэлементного двухполюсника, содержащего соединенные параллельно конденсатор и два пьезорезонатора,
третий двухполюсник выполнен в виде соединенных параллельно катушки индуктивности и трех двухполюсников, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности, четвертый двухполюсник выполнен в виде соединенных параллельно трех двухполюсников, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности, к входной потенциальной клемме подключен первый вывод первого режекторного двухполюсника, второй вывод которого соединен с общей шиной,
к выходной потенциальной клемме подключен первый вывод второго режекторного двухполюсника, второй вывод которого соединен с общей шиной, каждый режекторный двухполюсник содержит соединенные последовательно катушку индуктивности, конденсатор и варикап.
Сущность изобретения: состоит в том, что у активного электрического частотно-селективного устройства, содержащего общую шину, входную и выходную потенциальные клеммы, а также дифференциальный усилитель, подключенные к его входам, первыми выводами первый и второй двуполюсники, вторые выводы которых соединены друг с другом и с входной потенциальной клеммой, а к его выходам первыми выводами третий и четвертый двухполюсники, вторые выводы которых соединены друг с другом и с выходной потенциальной клеммой,
первый двухполюсник выполнен в виде соединенных параллельно катушки индуктивности, конденсатора и трех пьезорезонаторов,
второй двухполюсник выполнен в виде соединенных последовательно катушки индуктивности и многоэлементного двухполюсника, содержащего соединенные параллельно конденсатор и два пьезорезонатора,
третий двухполюсник выполнен в виде соединенных параллельно катушки индуктивности и трех двухполюсников, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности, четвертый двухполюсник выполнен в виде соединенных параллельно трех двухполюсников, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности,
к входной потенциальной клемме подключен первый вывод первого режекторного двухполюсника, второй вывод которого соединен с общей шиной, к выходной потенциальной клемме полключен первый вывод второго режекторного двухполюсника, второй вывод которого соединен с общей шиной, каждый режекторный двухполюсник содержит соединенные последовательно катушку индуктивности, конденсатор и варикап.
При сравнении заявляемого изобретения 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 частотно-селективного устройства, на фиг. 2 приведены исходная и эквивалентная электрические схемы входного заграждающего фильтра, на фиг. 3 приведено условное изображение распределения особых частот плеч входного заграждающего фильтра, на фиг. 4 приведены исходная и эквивалентная электрические схемы выходного фильтра нижних, на фиг. 5 приведено условное изображение распределения особых частот выходного фильтра нижних частот.
Активное электрическое частотно-селективное устройство (см. фиг. .1) содержит общую шину 1, входную потенциальную клемму 2, дифференциальный усилитель 3, выходную потенциальную клемму 4. К входам дифференциального усилителя 3 подключены первые выводы многоэлементных двухполюсников 5 и 6, вторые выводы которых соединены с входной потенциальной клеммой устройства 2. К выходам дифференциального усилителя 3 подключены первые выводе двухполюсников 7 и 8, вторые выводы которых соединены с выходной потенциальной клеммой 4. Двухполюсник 5 содержит соединенные параллельно катушку индуктивности 9, конденсатор 10 и пьезорезонаторы 11, 12 и 13. Двухполюсник 6 выполнен в виде соединенных последовательно катушки индуктивности 14 и многоэлементного двухполюсника, содержащего соединенные параллельно конденсатор 15 и пьезорезонаторы 16 и 17.
Двухполюсник 6 содержит соединенные параллельно двухполюсники 11, 12 и 13, каждый из которых содержит соединенные последовательно катушку индуктивности и конденсатор.
Двухполюсник 7 выполнен в виде соединенных параллельно катушки индуктивности 18 и двухполюсников 19, 20 и 21, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности. Двухполюсник 8 выполнен в виде соединенных параллельно двухполюсников 22, 23 и 24, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности. К входной потенциальной клемме 2 подключен первый вывод режекторного двухполюсника 25, второй вывод которого соединен с общей шиной. К выходной потенциальной клемме 4 подключен первый вывод режекторного двухполюсника 26, второй вывод которого соединен с общей шиной. Каждый режекторный двухполюсник содержит соединенные последовательно катушку индуктивности 27, разделительный конденсатор 28 и варикап 29.
Устройство работает следующим образом. Элементы 9-17 совместно с входной частью дифференциального усилителя 3 формируют схему входного заграждающего фильтра (см. фиг. 2а). Эта схема эквивалентна дифферениально-мостовой схеме приведенной на фиг. 2б. Схема содержит одном плече многоэлементный двухполюсник, содержащий соединенные параллельно катушку индуктивности, конденсатор и пьезорезонатора, а другом плече двухполюсник, содержащий соединенные последовательно катушки индуктивности и многоэлементный двухполюсник, содержащий соединенные параллельно конденсатор и два пьезорезонатора.
На фиг. 3 приведено условное изображение распределения особых частот плеч заграждающего фильтра. Схема имеет шестой класс по рабочему затуханию. Элементы 19-24 совместно с выходной частью дифференциального усилителя 3 формируют схему выходного фильтра нижних частот (см. фиг. .4а). Эта схема эквивалентна дифферениально-мостовой схеме приведенной на фиг. 4б. Схема содержит одном плече двухполюсник, содержащий соединенные параллельно катушку индуктивности и три двухполюсника, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности, а в другом плече двухполюсник, содержащи соединенные параллельно три двухполюсника, каждый из которых содержит соединенные последовательно конденсатор и катушку индуктивности,
На фиг. 5 приведено условное изображение распределения особых частот плеч фильтра нижних частот. Схема имеет шестой класс по рабочему затуханию (пять полюсов характеристическогг затухания и один полюс рабочего затухания. Наличие полюса рабочего затухания увеличивает крутизну характеристики затухания в переходной области и улучшает согласование фильтра с нагрузкой. Устройство работает следующим образом.
На вход устройства поступает широкий спектр частот. Входной заграждающий фильтр задерживает определенную полосу частот. Выходной фильтр нижних частот выделяет спектр частот, кроме ослабленных заграждающим фильтром. Дополнительно в схему устройства включены режекторные двухполюсники 25 и 29.
Каждый из режекторных двухполюсников содержит соединенные последовательно, катушку индуктивности 27, разделительный конденсатор 28 и варикап 29. Режекторный двухполюсник явлется контуром, последовательный резонанс которого совпадает с частотой сосредоточенной помехи (настраивается путем изменения емкости варикапа 29). На резонансной частоте сопротивление двухполюсника будет активным и практически будет равно сопротивлению обмотки катушки индуктивности 27, и включено параллельно входному и выходному сопротивлениям устройства. При этом на резонансной частоте контура происходит ослабление сигнала.
Источники информации:
1. О.В. Головин Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона.- М.. Радио и связь, 1985, стр. 239, рис. 9.9, стр. 276, рис. 9.24
2. Патент СССР №792536, МПК Н03Н 7/12, Опубл. 30.12.80, Бюл. №48