Транзисторный заграждающий фильтр Советский патент 1984 года по МПК H03H11/12 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах фильтрации переменного напряжения при наличии протекающего через фильтр постоянного тока. Известен транзисторный фильтр, со держащий транзистор с нагрузкой в коллекторной цепи, мелоду эмиттером и базой которого включены последовательно соединенные первые резистор и конденсатор, а также второй резистор одним выводом подключенный к базе транзистора, а другим - к коллектоpy.dj. Однако в устройстве наблюдается изменение режима работы транзистора по постоянному току при изменении температуры окружающей среды и величины протекающего по транзистору постоянного тока и, как следствие это го, внесение нелинейных искажений в передаваемый в нагрузку сигнал. Наиболее .близким техническим решением к изобретению является тран зисторный заграждающий фильтр, содер жащий транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, между эмиттером и базой которого включены последовательно со единенные первый резистор, первый конденсатор и усилитель постоянного тока, общая шина которого подключена к эмиттеру транзистора и первому выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с выводом третьего резистора, а также стабилитрон, подключенныи катодом к коллектору транзистора, а анодом - к точке соединения второго и третьего транзисторов, другой вывод третьего резистора соединен с входом усилителя постоянного тока 2. Однако в известном заграждающем фипьтре при работе с фильтруемыми сигналами, значительными по амплитуде, наблК1дается резкое ухудшение заграждающих свойств. Цель изобретения - улучшение заграждающих свойств в широком диапазо не амплитуд ф mьтpyeмoгo сигнала переменного тока. С этой целью в транзисторном заграждающем фильтре, содержащем транзистор с нагрузкой в цепи коллектора между эмиттером и базой которого вкл чены последовательно соединенные пер вый резистор, первый конденсатор и усилитель постоянного тока, общая ши на которого подключена к эмиттеру транзистора и первому вьюоду второго резистора, второй вывод которого соединен с одним выводов третьего резисTopaj а также стабилитрон, усилитель постоянного тока выполнен с дифференциальными входами и введены источник постоянного напряжения, один полюс которого соединен с общей шиной усилителя постоянного тока, а другой с шиной питания усилителя постоянного тока, а также четвертый, пятый, шестой резисторы и второй конденсатор, включенный между другим выводом третьего резистора и эмиттером транзистора, четвертый резистор включен между точкой соединения.второго конденсатора с третьим резистором и входом усилителя постоянного тока, неинве,ртирующий вход которого соединен с катодом стабилитрона и одним выводом пятого резистора, другой вьюод которого подключен к шине питания усилителя постоянного тока, шестой резистор включен между точкой соединения второго с третьим резистором и коллектором транзистора. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предложенного транзисторного заграждающего фильтра. Транзисторный заграждающий фнпьтр содержит транзистор 1, нагрузку 2, первый резистор 3, первый Конденсатор 4, второй и третий резисторы 5 и 6, cтaбилиtpoн 7, источник 8 постоянного напряжения, усилитель 9 постоянного тока, четвертый, пятый и шестой резисторы 10-12, йторой конденсатор 13, второй и шестой резисторы 5 и 1,2 образуют резистивный делитель 14 напряжения, второй конденсатор 13 и третий резистор 6 образуют интегрирующую цепь 15, первый конденсатор 5 и четвертый резистор 10 образуют последовательную RC-цепь 16, стабилитрон 7 и пятый резистор 11 образуют последовательную цепь 17, Транзисторный заграждакяций фнпьтр работает следующим образом. Работа предлагаемого транзисторного заграждающего фильтра основана на стабилизации среднего значения напряжения эмиттер-коллектор транзистора 1 и на отработке этим транзистором 1 сигнала переменного напряжения, выделякщегося на резисторе 3 при протыкании по нему тока нагрузки 2, содержащего постоянную и переменную составлянлцие. Следовательно, при работе фильтра можно вьщелить два режима работы ПО постоянному и переменному току, протекающие одновременно. По постоянному току среднее значе ние напряжения между эмиттером и коллектором транзистора 1 задается и стабилизируется по принципу параллел ного регулируемого стабилизатора постоянного напряжения, в котором тран зистор 1 является регулирунлцим элементом, а в схему управления входят резистивный делитель 14 напряжения, образованный вторым и шестым резисто рами 5 и 12, интегрирующая цепь, последовательная RC-цепь 15 и последовательная цепь 16. Стабилитрон 7 пос ледовательной цепи 16, питаемый от источнш.а 8 напр}нсения, работает в своем номинальном режиме и поддерживает на инвертирующем входе усилител 9 постоянного тока стабильное напряжение, которое является опорным для установления величины среднего значе ния напряжения на транзисторе 1. Сигнал о величине напряжения на транзисторе 1 поступает с точки соединения резисторов 5 и 12 резистивно го делителя 14 напряжения через резистор 6 интегрирунмцей цепи 15 и резистор 10 последовательной КС-цепи 16 на инвертирующий вход усилителя 9 . постоянного тока, где сравнивается с величиной опорного напряжения. Посредством этого с большой точностью поддерживается среднее значение ,напряжения постоянного тока на транзисторе 1. Наличие интегрирующей цепи 15 и последовательной RC-цепи 16 способствует тому, что быстро протеканяцие изменения напряжения коллектор-эмиттер и эмиттер-база транзисто ра t не сказываются на изменении среднего значения напряжения на инвертирующем входе усилителя 9 постоянного тока, а следовательно, и на транзисторе 1. По переменному току транзистор 1 выступает как источник переменного напряжения, которое по величине и форме равно напряжению источника , 18 переменного напряжения, но противоположно по фазе, т.е. два одинаковых; источника включены встречно, и для переменного Tojca источника 18 путь через источник 19 напряжения постоянного тока закрыт транзисторным заграяадающим фильтром. В аналогичной роли.выступает транзистор 1 и для пульсаций источника 19 напряжения постоянного тока, не пропуская их в нагрузку 2. Объясняется это тем, что на резисторе 3-выделяется сигнал, пропорциональный постоянной и переменной составляющим протекающего по нему тока. Посредством конденсатора 4 переменное напряжение, выделившееся на резисторе 3, прикладывается к инвертирующему входу усилителя 9 постоянного тока, который усиливает его и подает на базу транзистора 1, при , этом фаза усиленного сигнала противоположна фазе напряжения переменного тока источника 18. В результате этого на резисторе 3 выделяется переменное напряжение, равное разности переменных напряжений на транзисторе 1 и источнике 18 (внутреннее сопротивление источника 19 напряжения постоянного тока для переменной составляющей можно принять равным нулю), т.е. в транзисторном заграждающем фильтре имеется следящая система с отрицательной обратной связью, стремящаяся отработать сигнал переменной составляю(цей, вьщелившейся на резисторе 3, до величины ошибки регулирования, определяемой коэффициентом усиления усилителя 9 постоянного тока и транзистора 1. При этом чем меньше ошибка, тем лучше заграждающие свойства. Введение в схему транзисторного заграждающего фильтра источника 8 постоянного напряжения для усилителя 9 постоянного тока позволяет устраг нить нежелательную обратную связь по питанию, вследствие чего расширяется динамический диапазон амплитуд фильтруемого переменного сигнала, так как режим усилителя 9 постоянного тока по постоянному току стабилен, а введение резистивного делителя 14 напряжения, который выполнен высокоомным, вместо цепи, состоящей из стабилитрона и резистора в известном устройстве, значительно уменьшает шунтирование транзистора 1, что также улучшает загралздающие свойства фильтра. . Введение в схему интегрирующей цепи 15 позволяет значительно осла- бить паразитную обратную связь для фильтруемого сигнала по цепи стабилизации режима транзистора 1 по постоянному току, что улучшает заграждающие свойства фильтра. Использование предлагаемого транзисторного заграждающего фильтра

обеспечивает по сравнению с известным расширение динамического диапазона амплитуд фильтруемого переменного

сигнала, улучшение заграждающих свойств фильтра, при повышении сопротив-; ления двухполюсника переменному току.

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ЗАГРАЖДАЮЩИЙ ФИЛЬТР, содержащий транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, между эмиттером и базой которого включены последовательно соединенные первый резистор, первый конденсатор и усилитель постоянного тока, общая шина которого подключена к эмиттеру транзистора и первому выводу второго резистора, вторрй вывод которого соединен с одним выводом третьего резистора, а также стабилитрон, о т л и ч а1С-ЕСОЩШД nAlSi Tftd.. щ 1Е)( I Б1ЕЛ1аТША . I ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения заграждающих свойств в широком диапазоне,амплитуд фильтруемого перетг менного сигнала, усилитель постоянного тока выполнен с дифференциальными входами и введены источник постоянного напряжения, один полюс которого соединен с общей шиной усилителя постоянного тока, a другой - с шиной питания усилителя постоянного тока, a также четвертый, пятый, шестой резисторы и второй конденсатор, включенный между другим выводом третьего резистора и эмиитером транзистора, четвертый резистор включен между точкой соединения второго конденсатора с третьим резистором и входом усилителя постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с катодом стабилитрона и одсгам шдводом пятого резистора, другой вывод которого Подключен к шине питания усилителя постоянного тока, шестой резй:стор включен между точкой соеда1нения второго с третьим резистором и коллектором транзистора.