Полосовой пьезоэлектрический фильтр Советский патент 1993 года по МПК H03H9/46 

Изобретение относится к электронике и может использоваться в технике связи и в измерительной технике.

Цель изобретения - уменьшение уровня вносимых шумов и повышение технологичности изготовления, снижение массогаба- ритных показателей устройства.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого фильтра. Полосовой фильтр состоит из входного фазорасщепи- теля 1, пьезорезонаторов2 и 3, нагрузочного резистора 4, конденсатора 5 и расширительной индуктивности 6. Входной фазорасще- питель 1 выполнен на неинвертирующем 7 и инвертирующем 8 усилителях и делителе напряжения на резисторах 9. При этом вход инвертирующего усилителя 8 и вход рези- стивного делителя 9 объединены и являются входо м фильтра, а выходы неинеертирую- щего усилителя 7 и инвертирующего усилителя 8 соединены с первыми выводами пьезорезисторов 2 и 3 соответственно, вторые выводы пьезорезисторов 2 и 3 соединены и подключены к выходной клемме фильтра, а нагрузочный резистор 4, конденсатор 5 и расширительная индуктивность б

включены параллельно выходу фильтра, Катушка индуктивности выполнена в виде имитатора индуктивности, содержащего операционные усилители 10 и 11, между выходом и инвертирующим входом каждого из операционных усилителей 10 и 11 включены резисторы 12 и. 13 соответственно, дополнительный резистор 14 включен между выходом операционного усилителя 10 и неинвертирующим входом операционного усилителя 11, конденсатор 15 включен меж- дучвыходом операционного усилителя 11 и неинвертирующим входом операционного усилителя 10, второй дополнительный резистор 16 подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 10 и общей шине, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя 11 является входом иммитатора индуктивности.

Фильтр работает следующим образом. Сигнал Е поступает на входную клемму фильтра и. проходя через входной фазорас- щепитель 1, в точках А и В становится равным соответственно:

иа к Е; UB -K Е; Ua - UB,

СП

с

00

о

а

ел ел

где к - коэффициент усиления операционных усилителей 7 и 8. На суммирующем устройстве (в т.С) эти оба напряжения будут иметь величины соответственно:

Ua

Ха +Z

V2

UB

Хв +Z

где Ха и Хв - сопротивления пьезоэлектрических резонаторов 2 и 3 соответственно;

Z - сопротивление сумматора, образованного параллельным соединением нагрузочного резистора 4. конденсатора 5 и имитатора индуктивности 6.

Величина результирующего напряжения на выходе фильтра будет равна сумме величин напряжений Vi и V2, и составит:

V3

Ua Z Ua Z Xa+.Z Хв+Z

передаточная функция фильтра в целом

т Уз Ха - Хв Е (Xa+Z)XB +Z)

соответствует передаточной функции симметричного моста, содержащего в каждом плече пьезоэлектрический резонатор с последовательно подключенным к нему параллельным контуром (образованным имитатором индуктивности 6 и емкостью 5). Предлагаемое устройство обеспечивает работу двух пьезоэлектрических резонаторов всего с одним (общим) имитатором индуктивности. Поэтому предлагаемая схема обладает следующими положительными свойствами: снижается трудоемкость настройки фильтра за счет исключения операций по намотке и подготовке катушек индуктивности: повышается температурная стабильность фильтра в целом за счет уменьшения числа элементов, влияющих на амплитудно-частотную характеристику, использование операционных усилителей вместо .дифференциальных трансформаторов и расширительных катушек индуктивности расширяет динамический диапазон

фильтра, что эквивалентно снижению уровня вносимых шумов, Использование предлагаемого устройства позволяет улучшить линейность до 110 дБ при тестовых сигналах до 2 В и улучшить тем соотношение сигнал/шум,

Формула изобретения Полосовой пьезоэлектрический фильтр,

выполненный по дифференциально-мостовой схеме, в двух плечах которого включен входной фазовращатель, а в двух других - первый и второй резонаторы соответственно, и включающий также расширительную

катушку индуктивности, конденсатор и резистор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня шумов, расширительная катушка индуктивности, конденсатор и резистор включены параллельно выходу

дифференциально-мостовой схемы, а входной фазовращатель выполнен на неинвертирующем и инвертирующем усилителях и резистивном делителе напряжения, включенном на входе неинвертирующего усили.теля, при этом вход инвертирующего усилителя и вход рез,истйвного делителя напряжения объединены и являются входом п входного фазорасщепителя, а катушка индуктивности выполнена в виде имитатора

индуктивности, содержащего первый и второй операционные усилители, между входом и инвертирующим входом каждого из операционных усилителей включен соответствующий резистор, первый дополнительный резистор, .включенный между выходом первого операционного усилителя и неин- вертирующйм входом второго- операционного усилителя, конденсатор, включенный между выходом второго операционного усилителя и неинвертирующим входом первого операционного усилителя, и второй дополнительный резистор, подключенный к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, при этом другой вывод

второго дополнительного резистора и нецн- вертирующий вход второго операционного усилителя являются выводами имитатора индуктивности.

Использование: электроника, техника связи, измерительная техника. Сущность изобретения: полосовой пьезоэлектрический фильтр содержит входной фазорасще- питель, резонаторы, резистор, конденсатор, расширительную катушку индуктивности. В устройстве обеспечивается уменьшение уровня шумов, поскольку входной фазорас- щепитель и расширительная катушка индуктивности выполнены на операционных усилителях. 1 ил. .