Активный перестраиваемый двухзвенный полосовой фильтр
ACTIVE TUNABLE TWO-LINK BAND-PASS FILTER

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов в приемо-передающих устройствах связи.
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 [1]. Это устройство может быть принято в качестве прототипа.
Задача изобретения - получение перестраиваемого двухзвенного полосового фильтра. Технический результат –расширение арсенала средств активного полосового фильтра.
Технический результат достигается тем, что у активного перестраиваемого двухзвенного полосового фильтра, содержащего общую шину, входную и выходную потенциальные клеммы, а также дифференциальный усилитель, подключенные к его входам, первыми выводами первый и второй двухполюсник, вторые выводы которых соединены друг с другом, а к его выходам первыми выводами третий и четвертый двухполюсники, вторые выводы которых соединены друг с другом, согласно изобретению, вторые выводы первого и второго двухполюсников соединены с первым выводом дополнительной входной катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с общей шиной, катушка индуктивности снабжена обмоткой связи, у которой первый вывод соединен с входной потенциальной клеммой, а второй - с общей шиной, первый и второй двухполюсники выполнены в виде в виде конденсаторов, в первому выводу дополнительной катушки индуктивности подключен первый вывод дополнительного входного двухполюсника, у которого второй вывод соединен с общей шиной, дополнительный входной двухполюсник содержит соединенные последовательно конденсатор и варикап, вторые выводы третьего и четвертого двухполюсников соединены с первым выводом дополнительной выходной катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с общей шиной, катушка индуктивности снабжена обмоткой связи, у которой первый вывод соединен с выходной потенциальной клеммой, а второй - с общей шиной, третий и четвертый двухполюсники выполнены в виде конденсаторов, к первому выводу дополнительной выходной катушки индуктивности подключен первый вывод дополнительного выходного двухполюсника, у которого второй вывод соединен с общей шиной, дополнительный выходной двухполюсник содержит соединенные последовательно конденсатор и варикап.
Сущность изобретения состоит в том, что у активного перестраиваемого двухзвенного полосового фильтра, содержащего общую шину, входную и выходную потенциальные клеммы, а также дифференциальный усилитель, подключенные к его входам, первыми выводами первый и второй двухполюсник, вторые выводы которых соединены друг с другом, а к его выходам первыми выводами третий и четвертый двухполюсники, вторые выводы которых соединены друг с другом, вторые выводы первого и второго двухполюсников соединены с первым выводом дополнительной входной катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с общей шиной, катушка индуктивности снабжена обмоткой связи, у которой первый соединен с входной потенциальной клеммой, а второй - с общей шиной, первый и второй двухполюсники выполнены в виде конденсаторов, к первому выводу дополнительной катушки индуктивности подключен первый вывод дополнительного входного двухполюсника, у которого второй вывод соединен с общей шиной, дополнительный входной двухполюсник содержит соединенные последовательно конденсатор и варикап, вторые выводы третьего и четвертого двухполюсников соединены с первым выводом дополнительной выходной катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с общей шиной, катушка индуктивности снабжена обмоткой связи, у которой первый вывод соединен с выходной потенциальной клеммой, а второй - с общей шиной, третий и четвертый двухполюсники выполнены в виде конденсаторов, к первому выводу дополнительной выходной катушки индуктивности подключен первый вывод дополнительного выходного двухполюсника, у которого второй вывод соединен с общей шиной, дополнительный выходной двухполюсник содержит соединенные последовательно конденсатор и варикап.
При сравнении заявляемого изобретения не только с прототипом, но и с другими известным в науке и технике техническими решениями, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.
На фиг. 1 приведена исходная и эквивалентные электрические схемы входного звена полосового фильтра, на фиг. 3 приведены исходная и эквивалентные электрические схемы выходного звена полосового фильтра.
Полосовой фильтр содержит общую шину 1, входную потенциальную клемму 4. К входам дифференциального усилителя 3 подключены первые выводы двухполюсников 5 и 6, которые выполнены в виде конденсаторов. Вторые выводы двухполюсников 5 и 6 соединены с первым выводом входной катушки индуктивности 7, у которой второй вывод соединен с общей шиной. Катушка индуктивности 7 снабжена обмоткой связи 8, у которой первый вывод соединен с входной потенциальной клеммой 2, а второй соединен с общей шиной. К первому выводу входной катушки индуктивности 7 подключен первый вывод входного двухполюсника 9, у которого второй вывод соединен с общей шиной. Двухполюсник 9 выполнен в виде соединенных последовательно конденсатора 10 и варикапа 11. К выходам дифференциального усилителя 3 подключены первые выводы двухполюсников 12 и 13, которые выполнены в виде конденсаторов. Вторые выводы двухполюсников 12 и 13 соединены с первым выводом выходной катушки индуктивности 14, у которой второй вывод соединен с общей шиной. Катушка индуктивности 14 снабжена обмоткой связи 15, у которой первый вывод соединен с выходной потенциальной клеммой 4, а второй соединен с общей шиной. К первому выводу катушки индуктивности 14 подключен первый вывод выходного двухполюсника 16, у которого второй вывод соединен с общей шиной. Двухполюсник 16 выполнен в виде соединенных последовательно конденсатора 17 и варикапа 18.
Устройство работает следующим образом.
Элементы 5-11 совместно с входной частью дифференциального усилителя 3 формируют схему входного звена (см. фиг. 2а). Эта схема эквивалентна дифференциально-мостовой схеме, приведенной на фиг. 2б, которая в свою очередь эквивалентна дифференциально-мостовой схеме, приведенной на фиг. 2в. Схема содержит в каждом плече двухполюсник, содержащий соединенные параллельно катушку индуктивности и конденсаторы постоянной и переменной емкости. Полоса пропускания фильтра ограничена частотами параллельного резонанса. При изменении емкости варикапа 11 одновременно изменяются резонансные частоты, при этом полоса пропускания остается постоянной. Схема имеет первый класс по характеристическому затуханию и второй класс по характеристическому сопротивлению.
Элементы 12 -18 совместно с выходной частью дифференциального усилителя 3 формируют выходного звена (см. фиг. 3а). Эта схема эквивалента дифференциально-мостовой схеме приведенной на фиг. 3б, которая в свою очередь эквивалентна дифференциально-мостовой схеме, приведенной на фиг. 3в. Схема содержит в каждом плече двухполюсник, содержащий соединенные параллельно катушку индуктивности и конденсаторы постоянной и переменной емкости. Полоса пропускания фильтра ограничена частотами параллельного резонанса. При изменении емкости варикапа 11 одновременно изменяются резонансные частоты, при этом полоса пропускания остается постоянной. Схема имеет первый класс по характеристическому затуханию и второй класс по характеристическому сопротивлению. Изменение емкости входного 11 и выходного 19 варикапов производится от пульта управления синхронно.
Источники информации
1. Патент СССР №792536, МПК Н03Н 7/12, Опубл. 30.12.80, Бюл. №48.
2. Полосовой перестраиваемый фильтр. Патент РФ №156095. 27.03.2015 г.