М-канальное частотно-селективное устройство
M-CHANNEL FREQUENCY-SELECTIVE DEVICE

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использована в радиоприемных устройствах декаметрового дипазона волн.
Известно частотно-селективное устройство, содержащее соединенные последовательно вход, широкополосный фильтр, первый коммутатор, группу узкополосных фильтров, второй коммутатор и выход. Это устройство выполняет роль одноканального преселектора в радиоприемном устройстве WI 8888 фирмы <Уоткинс Джонсон> [1].
Это устройство может быть принято в качестве прототипа.
Задача изобретения - расширение арсенала технических средств в области М-канальных частотно-селективных систем..
Технический результат - повышение функциональных и технических возможности, а именно, получение М каналов с увеличенным уровнем затухания в полосах задерживания в каждого канала.
Технический результат достигается тем, что у М канального частотно-селективного устройства, содержащего общую шину, входную потенциальную клемму, к которой подключен вход входного широкополосного фильтра, усилительный элемент, группу, содержащую М выходных узкополосных фильтров, согласно изобретению,
широкополосный фильтр включает входы дифференциального усилителя, у которого к первому выходу подключена первая подгруппа, содержащая М/2 выходных перестраиваемых фильтров с нечетными порядковыми номерами, а ко второму выходу подключена вторая подгруппа, содержащая М/2 выходных фильтров с четными порядковыми номерами, в каждой группе входы всех фильтров соединены последовательно, выход каждого фильтра одновременно является выходом устройства, при этом
входной широкополосный фильтр содержит общую шину и входную потенциальную клемму, соединенную с входной потенциальной клеммой частотно-избирательного устройства, к которой подключен первый вывод обмотки связи входной катушки индуктивности, у которой первый вывод соединен с первыми выводами первого конденсатора, а так же первого и второго двухполюсников, вторые выводы обмотки связи, входной катушки индуктивности и первого конденсатора соединены с общей шиной, вторые выводы первого и второго двухполюсников соединены с первым и вторым входами входного дифференциального усилителя соответственно, первый и второй двухполюсники содержат соединенные параллельно конденсатор и два двухполюсника, каждый из которых выполнен в виде соединенныз последовательно катушки индуктивности и конденсатора,
каждый выходной перестраиваемый фильтр содержит общую шину, первую и вторую входные потенциальные клеммы, к которым подключены выводы обмотки связи входной катушки индуктивности, у которой первый вывод соединен с первыми выводами первого, второго и третьего конденсаторов, вторые выводы входной катушки индуктивности и первого конденсатора соединены с общей шиной, вторые выводы второго и третьего кондесатороы соединены с первым и вторым входами выходного дифференциального усилителя соответственно, у выходного дифференциального усилителя к первому выходу подключен первый вывод четвертого конденсатора, а ко второму выходу подключен первый вывод пятого конденсатора, вторые выводы четвертого и пятого конденсаторов соединены с первыми выводами шестого конденсатора и выходной катушки индуктивности, вторые выводы которых соединены с общей шиной, выходная катушка индуктивности снабжена обмоткой связи, выводы которой соединены с выходными клеммами фильтра, первый и шестой конденсаторы выполнены в виде магазина дискретных конденсаторов.
Сущность изобретения заключается в том, что у М канального частотно-селективного устройства, содержащего общую шину, входную потенциальную клемму, к которой подключен вход входного широкополосного фильтра, усилительный элемент, группу, содержащую М выходных узкополосных фильтров,
широкополосный фильтр включает входы дифференциального усилителя, у которого к первому выходу подключена первая подгруппа, содержащая М/2 выходных перестраиваемых фильтров с нечетными порядковыми номерами, а ко второму выходу подключена вторая подгруппа, содержащая М/2 выходных фильтров с четными порядковыми номерами, в каждой группе входы всех фильтров соединены последовательно, выход каждого фильтра одновременно является выходом устройства, при этом
входной широкополосный фильтр содержит общую шину и входную потенциальную клемму, соединенную с входной потенциальной клеммой частотно-избирательного устройства, к которой подключен первый вывод обмотки связи входной катушки индуктивности, у которой первый вывод соединен с первыми выводами первого конденсатора, а так же первого и второго двухполюсников, вторые выводы обмотки связи, входной катушки индуктивности и первого конденсатора соединены с общей шиной, вторые выводы первого и второго двухполюсников соединены с первым и вторым входами входного дифференциального усилителя соответственно, первый и второй двухполюсники содержат соединенные параллельно конденсатор и два двухполюсника, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно катушки индуктивности и конденсатора,
каждый выходной перестраиваемый фильтр содержит общую шину, первую и вторую входные потенциальные клеммы, к которым подключены выводы обмотки связи входной катушки индуктивности, у которой первый вывод соединен с первыми выводами первого, второго и третьего конденсаторов, вторые выводы входной катушки индуктивности и первого конденсатора соединены с общей шиной, вторые выводы второго и третьего кондесаторов соединены с первым и вторым входами выходного дифференциального усилителя соответственно, у выходного дифференциального усилителя к первому выходу подключен первый вывод четвертого конденсатора, а ко второму выходу подключен первый вывод пятого конденсатора, вторые выводы четвертого и пятого конденсаторов соединены с первми выводами шестого конденсатора и выходной катушки индуктивности, вторые выводы которых соединены с общей шиной, выходная катушка индуктивности снабжена обмоткой связи, выводы которой соединены с выходными клеммами фильтра, первый и шестой конденсаторы выполнены в виде магазина дискретных конденсаторов.
На фиг. 1 представлена электрическая схема М канального частотно-избирательного устройства, на Фиг. 2 приведена электрическая схема входного широкополосного фильтра, на фиг. 3 приведена электрическая схема выходного перестраиваемого полосового фильтра.
М канальное частотно-избирательное устройство (см. фиг. 1) содержит общую шину 1, входную потенциальную клемму 2, входной широкополосный фильтр 3, в составе которого входит входная часть дифференциального усилителя 4. К первому выходу дифференциального усилителя 4 подключена первая подгруппа 5 выходных перестраиваемых полосовых фильтров 6, содержащая М/2 фильтров с нечетными порядковыми номерами. Ко второму выходу дифференциального усилителя 4 подключена вторая подгруппа 7, содержащая М/2 выходных перестраиваемых полосовых фильтров 8 с четными порядковыми номерами. Выходные клеммы 9 и 10 каждого фильтре одновременно является выходом устройства.
На фиг. 2 приведена схема входного широкополосного фильтра 3.
Входной широкополосный фильтр 3 содержит общую шину 1, входную потенциальную клемму 2, соединенную с первым выводом обмотки связи 11 входной катушки 12, второй вывод которой соединен с общей шиной. Параллельно выводам катушки индуктивности 12 подключен конденсатор 13. У катушки индуктивности 12 и конденсатора 13 первые выводы соединены с первыми выводами двухполюсников 14 и 15, а вторые с общей шиной. Двухполюсник 14 содержит соединенные параллельно конденсатор 16 и двухполюсники 17 и 18, каждый из которых содержит соединенные последовательно катушку индуктивности и конденсатор. Второй вывод двухполюсника 14 соединен с первым входом дифференциального усилителя 4. Двухполюсник 15 содержит соединенные параллельно конденсатор 19 и двухполюсники 20 и 21, каждый из которых содержит соединенные последовательно катушку индуктивности и конденсатор. Второй вывод двухполюсника 15 соединен со вторым входом дифференциального усилителя 4. На фиг.3 приведена эквивалентная дифференциально-мостовая схема входного фильтра. Схема содержит в каждом плече многоэлементный двухполюсник, содержащий соединенные параллельно катушку индуктивности, конденсатор и два двухполюсника, каждый из которых содержит соединенные последовательно катушку индуктивности и конденсатор. На фиг.4 приведены условные распределения резонансных частот плеч дифференциально-мостового фильтра. Схема фильтра имеет четвертый класс по характеристическому сопротивлению и пятый класс по рабочему затуханию. Наличие двух полюсов рабочего затухания обеспечивает получение большой крутизны характеристики рабочего затухания в переходных областях.
На фиг. 5 приведена электрическая схема подгруппы выходных перестраиваемых полосовых фильтров, входы которых соединены последовательно. В каждой подгруппе первая входная клемма у первого перестраиваемого полосового фильтра соединена с соответствующим выходом дифференциального усилителя. Вторая входная клемма соединена с первой входной клеммой последующего фильтра и т.д....У последнего фильтра в группе вторая входная клемма соединена с общей шиной.
У выходного перестраиваемого полосового фильтра (см. фиг. 6) к входным клеммам подключены выводы обмотки связи 24 катушки индуктивности 25, к первому выводу которой подключены первые выводы конденсаторов 26, 27 28.. Вторые выводы катушки индуктивности 25 и конденсатора 26 соединены с общей шиной. Второй вывод конденсатора 27 соединен с первым входом дифференциального усилителя 29. Второй вывод конденсатора 28 соединен со вторым входом дифференциального усилителя 29, у которого первый выход соединен с первым выводом конденсатора 30, а второй выход соединен с первым выводом конденсатора 31. Вторые выводы конденсаторов 30 и 31 соединены с первыми выводами конденсатора 32 и катушки индуктивности 33, у которых вторые выводы соединены с общей шиной. Катушка индуктивности 33 снабжена обмоткой связи 34, выводы которой соединены с выходными клеммами устройства 9 и 10. Конденсаторы 26 и 32 выполнены в виде магазина дискретных конденсаторов. На фиг.7 приведены основная и эквивалентные схемы входного и выходного звена выходного перестраиваемого полосового фильтра. Каждое плечо каждого звена содержит соединенные параллельно катушку индуктивности и конденсатор переменной емкости. На фиг. 8 приведены условные распределения резонансных частот плеч дифференциально-мостового фильтра.
Схема каждого звена имеет первый класс по характеристическому затуханию и второй класс по характеристическому сопротивлению. У всех конденсаторов переменной емкости изменение величины емкости производится синхронно. Устройство работает следующим образом.
Групповой сигнал поступает на вход входного широкополосного фильтра, который выделяет спектр частот равный полосе пропускания входного фильтра. Этот спектр усиленный поступает на выходы дифференциального усилителя. Каждый выходной перестраиваемый фильтр выделяет свой спектр частот, который определяется полосой пропускания этого фильтра. Этот спектр поступает на выход фильтра. К выходу каждого канала может быть подключен аналого-цифровой преобразователь.
Частотно-избирательное устройство может быть выполнено как с разрывом между соседними полосами пропускания, так и с примыкающими.
Источники информации
1. О.В. Головин. Провессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона.-М..Радио и Связь, 1985, с. 271, рис. 9.22