ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР Российский патент 2010 года по МПК H03H7/12 

Предлагаемое изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов в радиоприемных устройствах.

Известен полосовой фильтр, содержащий N+1 катушку индуктивностей, которые соединены последовательно. Точки соединения соединенных индуктивностей в этой цепи подключены через соответствующие параллельные контуры к общей шине. Такая цепь образует полосовой фильтр, состоящий из N каскадно включенных четырехэлементных звеньев [1].

Недостатком этого фильтра является то, что он выполнен на заданную среднюю частоту и не может быть использован в качестве перестраиваемого фильтра.

Задача изобретения - получить на его основе некоторый дискретно перестраиваемый по частоте полосовой фильтр.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройство вводятся дополнительно первая и вторая катушки индуктивности. Первая из них подключена между входной потенциальной клеммой устройства и входом полосового фильтра, вторая катушка индуктивности включена между выходом этого фильтра и выходной потенциальной клеммой устройства.

Кроме того, в устройство дополнительно введены коммутатор, имеющий N+2 входа и М выходов и магазин конденсаторов, причем входы коммутатора соединены с промежуточными выходами устройства, которые подключены к точкам соединения первой и второй дополнительных индуктивностей с входом и выходом полосового фильтра, а также к точкам соединения соседних индуктивностей, входящих в последовательные ветви полосового фильтра. Выходные выводы коммутатора соединены с дополнительно введенным магазином конденсаторов, содержащим М конденсаторов, подключенных к выходным зажимам коммутатора, причем вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены первая и вторая катушки индуктивности, соединяющие вход и выход полосового фильтра с входной и выходной потенциальными клеммами устройства, а также коммутатор, имеющий N+2 входа и М выходов и магазин конденсаторов. Причем N+2 входа коммутатора соединены с N+2 промежуточными выходами устройства, которые образованы точками соединения соседних последовательно соединенных индуктивностей, соединяющих вход и выход устройства, а М выходов коммутатора соединены с магазином конденсаторов.

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

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из цепи последовательно соединенных катушек индуктивности, число которых равно N+1, к каждой точке соединения соседних индуктивностей этой цепи подключены соответствующий конденсатор и соответствующая катушка индуктивности, вторые выводы которых соединены с общей шиной. Такое соединение указанных элементов образует N звенный полосовой фильтр 1. Дополнительно введенные первая (2) и вторая (3) катушки индуктивности включены соответственно на входе и выходе полосового фильтра 1. Дополнительно введенный коммутатор (4) содержит N+2 входа, соединенные соответственно с N+2 промежуточными выходами устройства, а его М выходов соединены с М входами магазина конденсаторов (5), содержащего группу конденсаторов, разбитых на N+2 группы, подключаемые к промежуточным входам устройства через коммутатор (4).

Устройство работает следующим образом.

При определенном положении ключей коммутатора отдельные конденсаторы, находящиеся в магазине конденсаторов, или их группы подключаются к промежуточным входам устройства. В этом случае устройство представляет N каскадно включенных полосовых фильтров, на входе и выходе этой цепи включены полузвенья фильтров нижних частот (ФНЧ). Значения элементов выбраны так, что характеристические сопротивления полосового фильтра на входе и выходе равны Z₂, a нагрузки устройства на входе и выходе равны Z₁. Как правило, Z₂>Z₁. В этом случае параметры ФНЧ можно подобрать так, что на частоте настройки полосового фильтра входное сопротивление первого ФНЧ (расположенного на входе) будет равно Z₁, a выходное характеристическое на этой частоте будет равно Z₂. Это обеспечит согласование полосового фильтра с нагрузочными сопротивлениями устройства. При уменьшении величин конденсаторов, подключаемых параллельно поперечным ветвям полосового фильтра, частота настройки фильтра увеличится, одновременно увеличатся его входное и выходное характеристические сопротивления. Если одновременно с этой перестройкой изменить величины конденсаторов первого и второго ФНЧ, то можно подобрать коэффициент трансформации этих ФНЧ при неизменных значения первой и второй индуктивностей таким, что сохранится согласование перестроенного полосового фильтра с нагрузочными сопротивлениями устройства.

Расчетным путем и экспериментально получено, что перестройка данного фильтра в достаточно широких пределах (например от 5 до 30 МГц) возможна при постоянной абсолютной полосе пропускания и при незначительной подстройке величин конденсаторов ФНЧ, а также возможна перестройка фильтра в этом диапазоне частот при сохранении постоянной относительной ширины полосы пропускания. В этом случае требуются большие пределы изменения величин конденсаторов, входящих в состав входного и выходного ФНЧ.

Источники информации

1. Босый Н.Д. Электрические фильтры. Гостехиздат УССР, 1957, стр.173, рис.84.

Использование: в области радиоэлектроники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Перестраиваемый полосовой фильтр содержит N+1 индуктивностей, соединенных последовательно, к каждой из точек соединения соседних индуктивностей подключены соответствующие емкость и индуктивность, вторые выводы которых соединены с общей шиной. Данная цепь образует полосовой фильтр, состоящий из N каскадно включенных звеньев, вход упомянутого полосового фильтра через первую индуктивность соединен с входной потенциальной клеммой устройства, выход этого полосового фильтра соединен через вторую индуктивность с выходной потенциальной клеммой устройства, точки соединения соседних индуктивностей, входящих в продольные ветви упомянутого N звенного полосового фильтра, а также точки соединения первой и второй индуктивностей с этим полосовым фильтром образуют N+2 промежуточных выхода устройства и подключены соответственно к N+2 входам дополнительно введенного в устройство коммутатора, М выходов которого подключены к магазину емкостей, содержащему М конденсаторов, первые выводы которых подключены к М выходам коммутатора, а вторые выводы соединены с общей шиной. 1 ил.

Перестраиваемый полосовой фильтр, содержащий N+1 индуктивностей, соединенных последовательно, к каждой из точек соединения соседних индуктивностей подключены соответствующие емкость и индуктивность, вторые выводы которых соединены с общей шиной, данная цепь образует полосовой фильтр, состоящий из N каскадно включенных звеньев, отличающийся тем, что вход упомянутого полосового фильтра через первую индуктивность соединен с входной потенциальной клеммой устройства, выход этого полосового фильтра соединен через вторую индуктивность с выходной потенциальной клеммой устройства, точки соединения соседних индуктивностей, входящих в продольные ветви упомянутого N звенного полосового фильтра, а также точки соединения первой и второй индуктивностей с этим полосовым фильтром образуют N+2 промежуточных выхода устройства и подключены соответственно к N+2 входам дополнительно введенного в устройство коммутатора, М выходов которого подключены к магазину емкостей, содержащему М конденсаторов, первые выводы которых подключены к М выходам коммутатора, а вторые выводы соединены с общей шиной.