Широкодиапазонный коммутируемый фильтр Советский патент 1993 года по МПК H03H19/00 

фильтр из первого 2, второго 3 и третьего 4 звеньев и коммутационного элемента 5, первое звено содержит индуктивность 6 и конденсатор 7, второе звено - конденсатор 8, третье звено конденсатор 9 и индуктивность 10, каждый канал 1 содержит М цепей 11, содержащих последовательно включенные коммутационный элемент 12, второе 13 и третье 14 дополнительные звенья, содержащие конденсаторы 15-17 и индуктивность 18, двухполюсник 19 содержит резистор 22

и конденсатор 21, а также второй коммутационный элемент 20 и корректирующий двухполюсник 23, содержащий последовательные 24 и 25 и параллельный 26 колебательные контуры. Широкодиапазонный фильтр работает следующим образом: двухполюсник 19 обеспечивает на средней частоте соответствующего неработающего канала резонанс с малой добротностью, а побочные резонансы отсутствуют. 1 ил.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано во входных устройствах радиоприемников. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот. Широкодиапазонный коммутируемый фильтр содержит N каналов 1, каждый из которых содержит полосовой

Изобретение относится к технике радиосвязи и предназначено для использова- ния в качестве входного устройства радиоприемников, а также в качестве выходного частотно-селективного устройства широкодиапазонных радиопередатчиков.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот устройства.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема широкодиапазонного коммутируемого фильтра.

Широкодиапазонный коммутируемый фильтр содержит N каналов 1, каждый из которых содержит полосовой фильтр, состоящий из первого 2, второго 3 и третьего 4 звеньев и коммутационного элемента 5, при этом первое звено содержит катушку 6 индуктивности и конденсатор 7, образующие входной последовательный LC-контур, второе звено - конденсатор 8, третье звено - конденсатор 9 и катушку 10 индуктивности, образующие входной последовательный LC-контур. Каждый канал 1 содержит М цепей 11, каждая из которых содержит вклю- ченные последовательно коммутационный элемент 12, второе 13 и третье 14 дополнительные звенья. Каждое звено 13 выполнено по Г-образной схеме и содержит конденсатор 15 в продольном плече и конденсатор 16 в поперечном плече. Каждое звено 14 содержит конденсатор 17 и катушку 18 индуктивности, образующие последовательный LC-контур. В каждый канал 1 введен двухполюсник 19, содержащий параллельно соединенные резистор 20 и конденсатор 21, и дополнительный коммутационный элемент 22, вход которого соединен с выходом первого звена 2, а выход через двухполюсник 19 соединен с общей шиной. К выходу широкодиапазонного коммутируемого фильтра подключен корректирующий двухполюсник 23, содержащий включенные параллельно

последовательные LC-контуры 24 и 25 и параллельный LC-контур 26.

Широкодиапазонный коммутируемый фильтр работает следующим образом.

Каждый канал формирует (М+1) полос пропускания. В исходном состоянии во всех каналах коммутационные элементы 5 и 12 разомкнуты, а коммутационные элементы 22 - замкнуты. По команде с блока управления (на чертеже не показан) включается требуемая полоса пропускания в одном из каналов. Для приема сигналов в первой полосе пропускания первого канала 1 коммутационный элемент 5 замыкается, а

коммутационный элемент 22 размыкается, при этом вторые и третьи звенья 3, 4 во всех остальных каналах и дополнительные вторые и третьи звенья 13, 14 во всех каналах выполняют роль режекторных контуров,

подключенных к выходу широкодиапазонного коммутируемого фильтра. Частоты ре- жекции равны средним частотам соответствующих полос пропускания. При этом первые звенья 2 полосовых фильтров

всех остальных каналов вместе с резисторами 20 и конденсаторами 21, входящими в состав двухполюсников 19, обеспечивают резонанс (с малой добротностью) на средних частотах соответствующих нерабочих

каналов. Поэтому входное сопротивление каждого нерабочего канала достаточно велико, а побочные резонансы входной цепи заявленного устройства отсутствуют.

Для приема сигналов во второй полосе

пропускания первого канала 1 размыкается коммутационный элемент 5 и замыкается коммутационный элемент 12 первой цепи 11. При этом второе и третье звенья 3 и 4 первого канала выполняют роль режекторного контура, настроенного на среднюю частоту первой полосы пропускания первого канала 1. Сохраняются и остальные режек- торные контуры, описанные выше, а также

разомкнутое состояние коммутационного элемента 22 первого канала.

Аналогичным образом широкодиапазонный коммутируемый фильтр работает в других полосах пропускания первого и остальных каналов.

В корректирующем двухполюснике 23 последовательный контур 24 настроен на частоту, расположенную ниже диапазона рабочих частот, последовательный контур 25 настроен на частоту, расположенную выше диапазона рабочих частот, а параллельный контур 26 настроен на частоту, примерно равную средней геометрической граничных частот частотного диапазона широкодиапазонного коммутируемого фильтра.

Расчет элементов заявленного устройства проводится следующим образом.

Индуктивности 10 и 18определяются по формуле

iR2K - 1 ,.,

L2 -1 2(Ък-Ъ,(1) где R2K-1 - номинальное характеристическое сопротивление устройства в i-й полосе пропускания;

f2«-2, f2K граничные частоты 1-й характеристической полосы пропускания.

Для расчета емкостей конденсаторов 9 и 17, обеспечивающих вместе с индуктивно- стями 10 и 18 резонанс на нижних граничных частотах соответствующих 1-х характеристических полос пропускания, можно использовать выражения 1

Ci

(2)

47T2fL -2 2к -Г

Емкости конденсаторов 8 и 16 определяются по формуле

Ссы ,(3)

- 1

где Kndi f2k/f2K-2 коэффициент перекрытия по частоте i-й характеристической полосы пропускания устройства.

Входная индуктивность 6 каждого канала может быть равна выходной индуктивности 10 или индуктивности 18 для одной из средних по частоте полос пропускания канала. В любом случае индуктивность 6 вместе с конденсатором 7 настроены на нижнюю граничную частоту первой характеристической полосы пропускания канала, при этом емкость конденсатора 7 определяется из (2).

Входящие в состав каждого дополнительного двухполюсника 19 конденсатор 21 и резистор 20 обеспечивают на средней частоте тср соответствующего нерабочего канала резонанс с малой добротностью.

0

Очевидно, что в каждом канале емкость (С,,.) входного контура с известными индуктивно стью 6 и частотой настройки (fcp) также можно определить из (2). Так как входной контур является последовательным, то необходимо задать или определить вначале значения злементов Rs и Cs последовательного RC- двухполюсника, а уже затем перейти к эквивалентному ему параллельному RC-двухполюснику с элементами RpCp. т.е. определить параметры соответствующего дополнительного двухполюсника 19 (см. чертеж):

5

0

(H 2f).

RS

где Xs 1

Мер Cs

(kp 2 П fcp .

Из (4) и (5) получим RP Rs(1 +1

Xp-Xs(1 +

X - 1

Лп- т:--4

51,

X2 AS

(kp Ср

(4)

(5)

(tL Ci Rf

25

30

35

40

45

50

55

CD

Г2 R2 l-s KS

1 +aЈp

Основное преимущество изобретения заключается в том, что расширяется диапазон рабочих частот благодаря отсутствию побочных резонансов входной цепи в отличие от прототипа, где каждый нерабочий канал дает побочный резонанс, расположенный значительно выше полосы частот,, занимаемой этим каналом, и шунтирующий один из более высокочастотных каналов. Кроме того, в случае использования диодных коммутационных элементов побочные резонансы входной цепи прототипа шунтируют более низкочастотные рабочие каналы. Диапазон рабочих частот заявленного устройства побочными резонансами не ограничен.

Данное техническое решение прошло многократную экспериментальную проверку, Изготовлен образец широкодиапазонного коммутируемого фильтра с диодными коммутационными элементами, содержащего восемь каналов с общим числом полос пропускания; равным 48, в диапазоне частот 1,5...30 МГц. Имеется техническая документация.

Формула изобретения

Широкодиапазонный коммутируемый фильтр, содержащий N параллельно соединенных каналов, параллельно выходам которых подключен корректирующий двухполюсник, содержащий последовательные и параллельный колебательные контуры, каждый канал содержит последовательно соединенные и включенные между его входом и выходом первый

последовательный LC-контур, коммутационный элемент и второй последовательный LC-контур, выход коммутационного элемента через первый конденсатор соединен с общей шиной, между входом коммутационного элемента и выходом канала установлены М дополнительных цепей, каждая из которых содержит последовательно соединенные дополнительный коммутационный элемент, второй конденсатор и дополни

тельный последовательный LC-контур. вход которого через третий конденсатор соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, в каждом канале между входом коммутационного элемента и общей шиной включены последовательно соединенные дополнительный коммутационный элемент и параллельная RC-цепь.