ПОЛОСОВОЙ ВЫСОКОИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ LC-ФИЛЬТР Российский патент 2009 года по МПК H03H7/00 

Предполагаемое изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в преселекторах радиоприемных устройств.

В профессиональной аппаратуре связи при построении преселекторов находят широкое применение LC фильтры, состоящие из двух последовательных контуров, соединенных с конденсатором, второй вывод которого соединен с общей шиной, вторые выводы этих контуров подключены к входной и выходной потенциальным клеммам фильтра, (см. фильтры типа 2A1n ([1] табл.25)). Эти фильтры просты в изготовлении и реализуют амплитудно-частотную характеристику, не имеющую полюсов затухания. При необходимости улучшить избирательность используют одно или несколько каскадно включенных звеньев типа 2A1n, каждое из которых содержит первую и вторую индуктивность, первые выводы которых соединены с входной и выходной потенциальными клеммами фильтра, вторые выводы этих индуктивностей через первый и второй конденсаторы подключены к третьему конденсатору, второй вывод которого через третью индуктивность соединен с общей шиной. Такой фильтр также известен (см. [1] табл.26). Он содержит по сравнению с предыдущим аналогом на одну индуктивность больше и позволяет реализовать полюс затухания на конечной наперед заданной частоте и улучшить избирательность. Такой фильтр является наиболее близким аналогом к предлагаемому решению и используется в качестве прототипа.

Фильтр удобен в изготовлении, однако имеет только первый класс по затуханию (реализуется только один полюс затухания) и, следовательно, не обеспечивает высокую избирательность частотной характеристики ниже и выше полосы пропускания одновременно. Кроме того, на характеристику фильтра заметное влияние оказывают емкости, подключаемые параллельно нагрузочным резисторам.

Задачей изобретения является увеличение затухания фильтра в полосе задерживания и улучшение условий согласования с комплексными нагрузками.

Поставленная задача решается тем, что в схему фильтра дополнительно введены четвертый, пятый и шестой конденсаторы, при этом четвертый конденсатор включен между первой и второй потенциальными клеммами фильтра, пятый и шестой конденсаторы включены между первой потенциальной клеммой фильтра и общей шиной и между второй потенциальной клеммой фильтра и общей шиной соответственно.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены три конденсатора - четвертый, пятый и шестой. При этом пятый конденсатор соединяет первую и вторую потенциальные клеммы фильтра, пятый конденсатор включен между входной потенциальной клеммой фильтра и общей шиной, а шестой конденсатор включен между второй потенциальной клеммой фильтра и общей шиной.

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

На фиг.1 приведена электрическая схема предложенного устройства. Фильтр содержит первую 1 и вторую 2 катушки индуктивности, первые выводы которых соединены с первой и второй потенциальными клеммами фильтра соответственно, вторые выводы первой и второй катушек индуктивности через первый 3 и второй 4 конденсаторы подключены к третьему конденсатору 5, второй вывод которого через третью катушку индуктивности 6 соединен с общей шиной, дополнительный конденсатор 7 соединяет входную и выходную потенциальные клеммы фильтра, дополнительные пятый 8 и шестой 9 конденсаторы включены соответственно между первой и второй потенциальными клеммами фильтра и общей шиной.

Фильтра работает следующим образом.

Схема, приведенная на фиг.1, может быть представлена, в соответствии с теоремой перегиба [2], симметричным мостовым эквивалентом, в первой паре ветвей которого включен реактивный двухполюсник Z_a, имеющий частоту последовательного резонанса w₁ и частоту параллельного резонанса w₂, и во второй паре ветвей включен реактивный двухполюсник Z_в, имеющий частоту последовательного резонанса w₂ и частоту параллельного резонанса w₃. Частотные зависимости сопротивлений Z_a и Z_в показаны на фигуре 2.

Как видно из графиков Z_a и Z_в, показанных на фиг.2, фильтр имеет второй класс по затуханию, т.е. может обеспечить два полюса бесконечного затухания амплитудно-частотной характеристики, его полоса пропускания расположена между частотами w₁ и w₃.

Таким образом, при соответствующем выборе значений элементов исходной схемы (см. фиг.1), введение трех дополнительных конденсаторов обеспечивает более высокую избирательность фильтра и, кроме того, вновь введенные пятый и шестой конденсаторы позволяют во многих случаях учесть «паразитное» влияние емкостей, относящихся к нагрузочным эквивалентам за счет уменьшения их расчетных первоначальных значений на величину емкостей, подключенных параллельно нагрузочным резисторам.

Источники информации

1. Босый Н.Д. Электрические фильтры, Киев, 1957, стр.500.

2. Великин Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пьезоэлектрические фильтры. Изд. «Связь», М., стр.68-70.

Использование: в области радиоэлектроники. Технический результат заключается в увеличении затухания фильтра в полосе задерживания и улучшении условий согласования с комплексными нагрузками. Фильтр содержит первую и вторую индуктивности, первый вывод индуктивности соединен с входной потенциальной клеммой устройства, первый вывод второй индуктивности соединен с выходной потенциальной клеммой устройства, ко вторым выводам первой и второй индуктивности подключены соответственно первые выводы первого и второго конденсаторов, вторые выводы которых соединены между собой, а также с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьей индуктивности, второй вывод третьей индуктивности соединен с общей шиной, в устройство дополнительно введены четвертый, пятый и шестой конденсаторы, при этом четвертый конденсатор соединяет входную и выходную потенциальную клеммы устройства, пятый конденсатор включен между входной потенциальной клеммой и общей шиной, шестой конденсатор включен между выходной потенциальной клеммой и общей шиной. 2 ил.

Полосовой высокоизбирательный LC-фильтр, содержащий первую и вторую индуктивности, первый вывод первой индуктивности соединен с входной потенциальной клеммой устройства, первый вывод второй индуктивности соединен с выходной потенциальной клеммой устройства, ко вторым выводам первой и второй индуктивности подключены соответственно первые выводы первого и второго конденсаторов, вторые выводы которых соединены между собой, а также с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьей индуктивности, второй вывод третьей индуктивности соединен с общей шиной, отличающийся тем, что в устройство введены дополнительно четвертый, пятый и шестой конденсаторы, при этом четвертый конденсатор соединяет входную и выходную потенциальные клеммы устройства, пятый конденсатор включен между входной потенциальной клеммой и общей шиной, шестой конденсатор включен между выходной потенциальной клеммой и общей шиной.