УСТРОЙСТВО СЛОЖЕНИЯ СИГНАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК H01P1/213 H03H7/48 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к вспомогательным устройствам для объединения или разделения двух различных частот и может использоваться, например, в телевидении или для радиослужб.

Известно устройство сложения телевизионных сигналов, описанное в "Справочнике радиолюбителя-конструктора", М. "Радио и связь", 1983, стр. 554. Оно содержит фильтр верхних частот и фильтр нижних частот, причем входы фильтров подсоединены соответственно к разъемам I и II частот, а их выходы соединены между собой и подключены к разъему телевизора, при этом фильтр верхних частот содержит два последовательно соединенных LC-контура, в точку соединения которых подключен конденсатор, вторым концом подсоединенный к корпусу, а фильтр верхних частот состоит из двух последовательно соединенных LC-контуров, в точку соединения которых подключена индуктивность, вторым концом подключенная к корпусу. Катушки всех контуров однослойной намотки размещены на общем каркасе, индуктивность - на отдельном каркасе.

Недостатком известного устройства является значительный уровень потерь мощности из-за потерь рассеяния, особенно в коротковолновой части диапазона, в связи с чем требуется электрическая экранировка звеньев фильтров.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство сложения сигналов, описанное в а.з. ФРГ N 3917315, з. 27.05.89, оп. 29.11.90 кл. H 0 P 5/12 и выбранное в качестве прототипа.

Известное устройство содержит фильтр нижней частоты (ФНЧ) и фильтр верхней частоты (ФВЧ), расположенные на печатной плате, окруженной экранирующим корпусом, и подсоединенные входами соответственно к разъемам нижней и верхней частот (НЧ и ВЧ), а выходами - к разъему антенны, при этом фильтр верхней частоты содержит два последовательно соединенных конденсатора, в точку соединения которых подключена первая индуктивность, второй конец которой заземлен, а фильтр нижней частоты состоит из двух последовательно соединенных индуктивностей, в точку соединения которых подключен третий конденсатор, четвертый конденсатор подсоединен к концу третьей индуктивности, вторые концы третьего и четвертого конденсаторов заземлены, причем разъем антенны и фильтр нижней частоты отделены от фильтра верхней частоты экранирующим металлическим листом, образующим отсек внутри экранирующего корпуса.

Хотя потери мощности в известном устройстве невелики, однако недостаток известного устройства заключается в том, что наличие экранирующего корпуса и экранирующего листа усложняет конструкцию фильтра, увеличивает его габариты.

Целью заявляемого изобретения является упрощение конструкции устройства и уменьшение его габаритов при малых потерях мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве сложения сигналов, содержащем фильтры нижних и верхних частот, подсоединенные входами соответственно к разъемам нижних и верхних частот (НЧ и ВЧ), а выходами - к общему разъему, согласно изобретению, каждый из фильтров образован тремя обмотками из двух скрученных проводов в изоляции, при этом в фильтре нижних частот 1 провода I, II и III обмоток соединены между собой последовательно, начало 1 провода 1 обмотки разомкнуто, а конец его и конец I провода III обмотки подключены соответственно к центральным проводникам разъема НЧ и общего разъема, к экрану последнего подключено начало II провода III обмотки, конец которого и начала II проводов I и II обмоток разомкнуты, а концы II проводов I и II обмотки соединены с экраном разъема НЧ, в фильтре верхних частот начало I провода I обмотки разомкнуто, конец его соединен с центральным проводником общего разъема, начало и конец I провода обмотки подсоединены соответственно к экранам общего и ВЧ разъемов, начало I провода III обмотки подключено к центральному проводнику разъема ВЧ, а конец его соединен с экраном разъема ВЧ, II провода I, II и III обмоток соединены между собой последовательно, причем начало II провода I обмотки подключено к экрану общего разъема, а конец II провода III обмотки разомкнут.

Применение в качестве обмоток индуктивности скрученного двойного провода позволяет создать для первой, более низкой частоты классическое Т-звено ФНЧ соединением между собой последовательно одного из проводов II и III обмоток, образующим две катушки индуктивности, соединенных каскадно, и образованием конструктивной емкости, обкладками которой выступает первичный провод катушек индуктивности и второй провод обмоток, один конец которого разомкнут, а другой подсоединен к экрану разъема. Такое конструктивное решение обеспечивает не только нужную величину емкости, но и экранирование первичного провода обмотки, что, в конечном итоге, позволяет отказаться от дополнительного экранирования катушек и приводит к снижению полей рассеяния и, соответственно, уменьшению потерь мощности устройства.

Первая обмотка представляет собой конструктивную емкость (обкладками которой служат два проводника обмотки), включенную параллельно входу фильтра для подавления паразитных всплесков в полосе заграждения фильтра.

Использование двойного скрученного провода в фильтре второй, более высокой частоты, обеспечивает создание известного Т-звена ФВЧ, образованного двумя последовательно соединенными емкостями и индуктивностью. В предложенной конструкции первая и третья обмотки представляют собой половинку Т-звена ФВЧ, где в качестве индуктивности выступают провода скрученного провода, один конец которых заземлен, а последовательная емкость распределена между первым и вторым проводами обмоток и играет роль экрана. Дополнительная II обмотка, включенная между I и III обмотками, представляет собой звено всепропускающего фильтра и выступает как разделительная, исключая взаимное влияние полузвеньев друг на друга. Такая конструкция также не требует дополнительного экранирования.

Таким образом, конструкция заявляемого устройства на основе фильтров из отрезков скрученного двойного провода, концы которых разомкнуты или короткозамкнуты соответствующим образом, не требует применения специальных экранов и является весьма простой при малых потерях рассеяния, малых размерах и массе.

Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него выполнением каждого из фильтров из трех обмоток из скрученного двойного провода в изоляции, концы которых разомкнуты или короткозамкнуты описанным выше образом.

Заявляемое техническое решение, обладающее перечисленными выше существенными признаками с достижением упомянутого технического эффекта, не следует явным образом из известного уровня техники и соответствует, по мнению заявителя, критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое устройство сложения сигналов может быть применено в радиотехнике, в частности, в телевидении, и соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение иллюстрируется чертежом, где приведена электрическая схема устройства сложения сигналов.

Устройство содержит фильтр 1 нижних частот, фильтр 2 верхних частот, входы которых подсоединены соответственно к разъемам 3 и 4, а выходы - к разъему 5.

Фильтр 1 нижних частот образован тремя обмотками 6, 7, 8 из двух скрученных проводов (I и II) в изоляции. Провода 6₁, 7₁, 8₁ обмоток 6, 7, 8 соединены между собой последовательно, при этом начало провода 6₁ разомкнуто, а концы проводов 6₁ и 8₁ подключены соответственно к центральным проводникам разъемов 3 и 4. Начала проводов 6_II и 7_II разомкнуты, а концы их соединены с экраном разъема 3. Начало провода 8_II соединено с экраном разъема 4, а конец его разомкнут.

Фильтр 2 верхних частот образован тремя обмотками 9, 10, 11 из двух скрученных проводов (I, II) в изоляции. Начало провода 9₁ разомкнуто, а конец его подключен к центральному проводнику разъема 4. Начало и конец провода 10₁ подсоединены соответственно к экранам разъемов 4 и 5. Начало провода 11₁ подключено к центральному проводнику разъема 5, а конец его - к экрану разъема 5. Провода 9_II, 10_II, 11_II соединены между собой последовательно, при этом начало провода 9₁₁ подключено к экрану разъема 4, а конец провода 11_II разомкнут.

Конструктивно устройство выполнено следующим образом.

На одной стенке пластмассового корпуса (на чертеже не показан) расположены гнезда разъемов 3 (НЧ) и 5 (ВЧ), на противоположной стенке - вилка общего (выходного) разъема 4 выводами внутрь корпуса.

Обмотки 6-11 фильтров 1 и 2 размещены на пластмассовых (полипропиленовых) полых цилиндрических каркасах диаметром 3 мм, длиной 10 мм и выполнены из скрученного двойного провода типа ПЭВТЛ диаметром 0,2-0,3 мм.

Выводы обмоток 6-11 соединены согласно электрической схеме между собой и с выводами центральных проводников и экранов разъемов 3-5.

Малая масса каркасов и проводов обмоток фильтров позволяет использовать в качестве несущих элементов концы проводов и не требует дополнительных элементов крепления.

Устройство сложения сигналов работает следующим образом.

При поступлении входного сигнала метрового диапазона волн с разъема 3 на фильтр 1 НЧ и прохождения его через провода 6_I, 6_II обмотки 6, представляющей собой конструктивную емкость, подавляются паразитные всплески сигнала за пределами рабочей полосы ФНЧ.

Далее сигнал проходит через провода 7_I, 7_II, 8_I и 8_II обмоток 7 и 8 фильтра 1, работающего как Т-звено ФНЧ, в котором провода 7_I и 8_I, соединенные между собой, образуют две катушки индуктивности, соединенные каскадно, и одновременно выполняют роль одной из обкладок конструктивной емкости, второй обкладкой которой выступают провода 7_II, 8_II, одни концы которых замкнуты на экраны разъемов 3, 4, а вторые - разомкнуты.

Так как индуктивности, образуемые проводами 7_I, 8_I, представляют малое сопротивление для сигналов частот от постоянного тока до определенной частоты среза фильтра f_Icp., то сигналы с частотами от 0 до f_cp. проходят с малыми потерями от разъема 3 к разъему 4. Для сигналов с частотами выше f_cp. индуктивности представляет собой большое сопротивление и поэтому эти сигналы не проходят от разъема 3 к разъему 4.

Конструктивные емкости, шунтирующие входы разъемов 3 и 4, представляют собой большое сопротивление для сигналов с частотами от 0 до f_cp. и малое для сигналов от f_cp. и выше, тем самым увеличивая эффект действия индуктивностей. Таким образом, этот фильтр при соответствующем подборе значений конструктивных индуктивностей и емкостей пропускает сигналы метрового диапазона длин волн с разъемом 3 на разъем 4 и не пропускает сигналы дециметровых волн с разъемов 4 или 5.

При поступлении входного сигнала с разъема 5 на фильтр 2 последний работает как Т-звено фильтра верхних частот, образованного двумя последовательно соединенными емкостями и индуктивностью, включенной в точку их соединения и заземленной другим концом. В этом фильтре обмотки 9 и 11 представляют собой половинку Т-звена ФВЧ, где в качестве индуктивности выступают провода 9_II и 11_II, один конец которых подключен к экранам разъемов 4 и 5, а последовательная емкость распределена между проводами 9_I и 9_II, 11_I и 11_II обмоток 9 и 11.

Обмотка 10 функционально представляет собой звено всепропускающего фильтра и служит для исключения влияния полузвеньев друг на друга.

Последовательно соединенные между собой конструктивные емкости между проводами 9_I и 9_II и 11_I и 11_II обмоток 9 и 11 оказывают малое сопротивление сигналам с частотами от f_cp. и выше и большое сопротивление сигналам с частотами ниже f_cp.. Шунтирующие индуктивности, образованные проводами 9_II и 11_II, оказывают большое сопротивление сигналам с частотами f_cp. и выше и малое для сигналов с частотами ниже f_cp. и соответственно усиливают действие конденсаторов.

При соответствующем подборе величин конструктивных индуктивностей и емкостей через фильтр 2 проходят с разъема 5 на разъем 4 сигналов дециметрового диапазона длин волн и не проходят сигналы метрового диапазона длин волн.

В сравнении с прототипом заявляемое устройство сложения отличается простотой конструкции и малыми габаритами при малых потерях мощности.

Использование: в радиотехнике, в телевидении или для радиослужб. Сущность изобретения: устройство сложения сигналов содержит фильтры (1, 2) нижних и верхних частот, подсоединенные выходами соответственно к разъемам (3, 5) нижних и верхних частот, а выходами - к общему разъему (4). Каждый фильтр (1, 2) образован соответственно тремя обмотками (6, 7, 8) и (9, 10, 11) из двух скрученных проводов в изоляции. В фильтре (1) первые провода обмоток (6, 7, 8) соединены между собой последовательно. Начало первого провода обмотки (6) разомкнуто, к его концу подключен центральный проводник разъема (3). Конец первого провода обмотки (8) соединен с центральным проводником разъема (4). Начала вторых проводов обмоток (6, 7) разомкнуты, а их концы соединены с экраном разъема (3). Начало второго провода обмотки (8) соединено с экраном разъема (4), а его конец разомкнут. В фильтре (2) начало первого провода обмотки (9) разомкнуто, а его конец подключен к центральному проводнику разъема (4). Начало и конец первого провода обмотки (10) соединены соответственно с экранами разъемов (4 и 5). Начало первого провода обмотки (11) соединено с центральным проводником разъема (5), а его конец - с экраном разъема (5). Вторые провода обмоток (9, 10, 11) соединены между собой последовательно, начало провода обмотки (9) подключено к экрану разъема (4), а конец второго провода обмотки (11) разомкнут. 1 ил.

Устройство сложения сигналов, содержащее фильтры нижних и верхних частот, подсоединенные входами соответственно к разъемам нижних и верхних частот, а выходами - к общему разъему, отличающийся тем, что каждый из фильтров нижних и верхних частот образован тремя обмотками из двух скрученных проводов в изоляции, при этом в фильтре нижних частот первые провода первой, второй и третьей обмоток соединены между собой последовательно, начало первого провода первой обмотки разомкнут, а его конец и конец первого провода третьей обмотки подключены соответственно к центральным проводникам разъема нижних частот и общего разъема, к экрану общего разъема подключено начало второго провода третьей обмотки, конец которого и начала вторых проводов первой и второй обмоток разомкнуты, и концы вторых проводов первой и второй обмоток соединены с экраном разъема нижних частот, а в фильтре верхних частот начало первого провода обмотки разомкнуто, конец его соединен с центральным проводником общего разъема, начало и конец первого провода второй обмотки подсоединены соответственно к экранам общего разъема и разъема верхних частот, начало первого провода третьей обмотки подключено к центральному проводнику разъема верхних частот, а его конец соединен с экраном разъема верхних частот, вторые провода первой, второй и третьей обмоток соединены между собой последовательно, причем начало второго провода первой обмотки подключено к экрану общего разъема, а конец второго провода третьей обмотки разомкнут.