ЧАСТОТНО-ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2011 года по МПК H03H7/12 H03H9/54 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в устройствах для селекции частоты.

В настоящее время в радиоприемных устройствах в трактах второй промежуточной частоты применяются частотно-избирательные системы, содержащие набор фильтров второй промежуточной частоты, параллельно соединенных по входу, а выходы фильтров промежуточной частоты подключены ко входам кольцевого коммутатора [1].

Количество фильтров второй промежуточной частоты, входящих в частотно-избирательную систему, равно числу М частотных интервалов, на которые разделена полоса пропускания фильтра первой промежуточной частоты, а их полосы пропускания вплотную прилегают друг к другу и в сумме перекрывают всю полосу пропускания фильтра первой промежуточной частоты. В патенте предлагается для частотно-избирательной системы применить набор электромеханических фильтров на разные средние частоты.

Однако для получения малой неравномерности амплитудно-частотной характеристики в полосе каждого фильтра при одновременной работе всех фильтров необходимо применить согласующее устройство, что приведет к уменьшению коэффициента передачи сигнала в полосе пропускания каждого фильтра.

Известен активный пьезоэлектрический полосовой фильтр, содержащий потенциальную входную клемму, к которой подключена входная цепь, состоящая из катушки индуктивности, включенной между потенциальной входной клеммой и точкой соединения первых выводов входных пьезорезонаторов, и параллельно соединенных пьезорезонатора и конденсатора, включенных между этой точкой и общей шиной, вторые выводы пьезорезонаторов подключены ко входам дифференциального усилителя, к выходам которого подключены первые выводы выходных пьезорезонаторов, у которых вторые выводы соединены друг с другом и с потенциальной выходной клеммой, к которой подключен первый вывод выходной цепи, состоящей из параллельно соединенных пьезорезонатора, конденсатора и катушки индуктивности [2].

Однако известный фильтр имеет только одну полосу пропускания.

Задача изобретения - частотно-избирательная система, которая имеет один вход и М выходов и содержит М полосовых фильтров, примыкающих по полосе.

Это достигается тем, что частотно-избирательная система, содержащая общую шину, потенциальную входную клемму, соединенную с первым выводом катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с первым выводом конденсатора и первыми выводами двух входных пьезорезонаторов, у которых вторые выводы соединены со входами дифференциального усилителя, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной, согласно изобретению, дополнительно содержит М звеньев, каждое звено содержит два выходных пьезорезонатора и один операционный усилитель, в каждом звене к каждому входу усилителя подключен первый вывод пьезорезонатора, вторые выводы пьезорезонаторов попарно объединены и соединены друг с другом, вторые выводы пьезорезонаторов нечетных звеньев соединены с первым выходом дифференциального усилителя, вторые выводы пьезорезонаторов четных звеньев соединены со вторым выходом дифференциального усилителя, у каждого усилителя выход соединен с первым выводом первого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первым выводом второго конденсатора и с первым выводом катушки индуктивности, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод катушки индуктивности соединен с отдельной потенциальной выходной клеммой устройства.

Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемая частотно-избирательная система содержит соединенные последовательно одно звено полосового фильтра с широкой полосой пропускания и одно звено многополосного фильтра, содержащего М полос пропускания, при этом каждый полосовой фильтр имеет отдельный выход.

Полоса пропускания входного звена равна сумме полос пропускания многополосного фильтра.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемой частотно-избирательной системы.

Система содержит входную потенциальную клемму 1, к которой подключен первый вывод катушки индуктивности 2, у которой второй вывод соединен с первым выводом конденсатора 3 и первыми выводами пьезорезонаторов 4 и 5. Второй вывод конденсатора 3 соединен с общей шиной 6. Вторые выводы пьезорезонаторов 4 и 5 соединены со входами дифференциального усилителя 7.

Входная часть устройства представляет собой полосовой фильтр с широкой полосой пропускания. Схема эквивалентна мостовой схеме, содержащей в каждом плече последовательно соединенные пьезорезонатор и катушку индуктивности.

Система содержит М операционных усилителей 8, 9, 10 и 11, у которых к каждому входу подключены первые выводы пьезорезонаторов 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19. Вторые выводы этих резонаторов попарно объединены и соединены друг с другом.

Вторые выводы пьезорезонаторов нечетных операционных усилителей соединены с первым выходом дифференциального усилителя 7. Вторые выводы пьезорезонаторов; четных операционных усилителей соединены со вторым выходом дифференциального усилителя 7.

Каждый операционный усилитель со своей парой пьезорезонаторов представляет собой полосовой фильтр, схема которого эквивалентна мостовой схеме, у которой в каждое плечо включен пьезорезонатор. К выходу усилителя 8 подключен конденсатор 20, у которого второй вывод соединен с первыми выводами конденсатора 21 и катушки индуктивности 22. Второй вывод конденсатора 21 соединен с общей шиной 6. Второй вывод катушки индуктивности 22 соединен с потенциальной выходной клеммой 23.

К выходу усилителя 9 подключен конденсатор 24, у которого второй вывод соединен с первыми выводами конденсатора 25 и катушки индуктивности 26. Второй вывод конденсатора 25 соединен с общей шиной 6. Второй вывод катушки индуктивности 26 соединен с потенциальной выходной клеммой 27. К выходу усилителя 10 подключен конденсатор 28, у которого второй вывод соединен с первыми выводами конденсатора 29 и катушки индуктивности 30. Второй вывод конденсатора 29 соединен с общей шиной 6. Второй вывод катушки индуктивности 30 соединен с потенциальной выходной клеммой 31. К выходу усилителя 11 подключен конденсатор 32, у которого второй вывод соединен с первыми выводами конденсатора 33 и катушки индуктивности 34. Второй вывод конденсатора 32 соединен с общей шиной 6. Второй вывод катушки индуктивности 34 соединен с потенциальной выходной клеммой 35.

Количество полосовых фильтров многополосного фильтра, входящих в частотно-селективное устройство, равно числу М частотных интервалов, на которые разделена полоса пропускания входного звена устройства, а их полосы пропускания вплотную прилегают друг к другу и в сумме перекрывают всю полосу пропускания входного широкополосного фильтра, полоса которого равна полосе пропускания фильтра тракта первой промежуточной частоты.

Система работает следующим образом.

На вход системы поступает групповой сигнал, ограниченный полосой пропускания входного звена. Усиленный сигнал в зависимости от спектра частот попадает в полосу пропускания соответствующего фильтра, усиливается операционным усилителем высокой частоты и поступает на соответствующую выходную потенциальную клемму.

Наличие на входе устройства звена широкополосного фильтра значительно повышает уровень затухания в полосах задерживания и повышает помехозащищенность приемного тракта. Подключение соседних полосовых фильтров к разным выходам дифференциального усилителя уменьшает неравномерность амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания каждого фильтра.

Предлагаемая схема устройства позволяет подключение выходов фильтра к одной выходной потенциальной клемме.

В предлагаемой частотно-избирательной системе применяются операционные усилители американской фирмы ANALOG DEVICES типа ADA 4898-1 или ADA 4899-1, которые выполнены с возможностью отключения выхода. В этом случае второе звено системы выполняет функцию многополосного коммутируемого фильтра. По сигналу с пульта управления можно отключить выход любого фильтра.

Источники информации

1. Патент РФ №2308149 C2, кл. Н04В 1/06, опубл. 10.10.2007 г., Бюл. №28.

2. Авторское свидетельство СССР №792548, кл. H03H 9/32, опубл. 30.12.80 г., Бюл. №48.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в устройствах для селекции частоты. Технический результат: уменьшение неравномерности амплитудно-частотной характеристики в полосовых фильтрах, примыкающих по полосе частот. Устройство содержит общую шину, потенциальную входную клемму, соединенную с первым выводом катушки индуктивности (КИ) (2), у которой второй вывод соединен с первым выводом конденсатора (К) (3) и первыми выводами двух входных пьезорезонаторов (ПР) (4, 5), вторые выводы которых соединены со входами дифференциального усилителя (ДУ) (7), второй вывод К (3) соединен с общей шиной. Система содержит М звеньев, каждое звено содержит два выходных ПР (12-19) и один операционный усилитель (ОУ) (8-11). В каждом звене к каждому входу ОУ подключен первый вывод ПР (12-19), вторые выводы ПР попарно объединены и соединены друг с другом, вторые выводы ПР нечетных звеньев соединены с первым выходом ДУ (7), вторые выводы ПР четных звеньев соединены со вторым выходом ДУ (7). У каждого ОУ (8-11) выход соединен с первым выводом первого К (20-24), у которого второй вывод соединен с первым выводом второго К (21, 25, 29, 33) и с первым выводом КИ (22, 26, 30, 34), второй вывод второго К (21, 25, 29, 33) соединен с общей шиной, второй вывод КИ (22, 26, 30, 34) соединен с отдельной потенциальной выходной клеммой устройства. 1 ил.

Частотно-избирательная система, содержащая общую шину, потенциальную входную клемму, соединенную с первым выводом катушки индуктивности, у которой второй вывод соединен с первым выводом конденсатора и первыми выводами двух входных пьезорезонаторов, вторые выводы которых соединены со входами дифференциального усилителя, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной, отличающаяся тем, что дополнительно содержит М звеньев, каждое звено содержит два выходных пьезорезонатора и один операционный усилитель, в каждом звене к каждому входу усилителя подключен первый вывод пьезорезонатора, вторые выводы пьезорезонаторов попарно объединены и соединены друг с другом, вторые выводы пьезорезонаторов нечетных звеньев соединены с первым выходом дифференциального усилителя, вторые выводы пьезорезонаторов четных звеньев соединены со вторым выходом дифференциального усилителя, у каждого усилителя выход соединен с первым выводом первого конденсатора, у которого второй вывод соединен с первым выводом второго конденсатора и с первым выводом катушки индуктивности, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод катушки индуктивности соединен с отдельной потенциальной выходной клеммой устройства.