Invenția se referă la electronică radio și poate fi utilizată pentru selecția de frecvență a semnalelor de înaltă frecvență în dispozitive electronice și pentru a asigura compatibilitatea electromagnetică a echipamentelor electronice. Rezultatul tehnic constă în creșterea înălțimii pantelor caracteristicilor amplitudine-frecvență ale filtrului. Filtru Narrowband cuprinde două circuite oscilante și condensator de cuplare, în care primul circuit rezonant primul terminal al primului inductor este conectat la o carcasă comună, iar al doilea terminal al primului inductor este conectat la intrarea filtrului, un prim terminal al doilea inductor este conectat la intrarea filtrului, în timp ce al doilea terminal un al doilea inductor cuplat la un prim terminal al condensatorului, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, al doilea circuit de rezonanță primul terminal este conectat la bobina Filtru de ieșire și al doilea terminal al inductorului cuplat la un prim terminal al primului condensator al doilea circuit de oscilație, al doilea terminal al care este conectat la o carcasă comună, un prim terminal al doilea condensator al doilea circuit de oscilație conectat la ieșirea filtrului, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, în care condensatorul de cuplare circuitele oscilante sunt incluse între intrarea și ieșirea filtrului. 3 bolnavi.
Invenția se referă la electronica radio și poate fi utilizată pentru selectarea frecvenței semnalelor de înaltă frecvență în sistemele de radiocomunicații și pentru asigurarea compatibilității electromagnetice a echipamentelor radioelectronice.
. Cunoscut filtru de bandă îngustă formate pe baza unor bucle paralele inductive externe sau conexiuni externe capacitiv (vezi filtre Alekseev LV Znamenskii AE jgheabul ED Electric VHF și UHF benzi -. M. Communications, 1976, 280 Figura 3.1, a, b, pag. 85). Aceste filtre conțin circuite paralele cu parametri asemănători și sunt utilizate pe scară largă în domeniul de frecvențe de până la 500 MHz.
Principalul dezavantaj al acestui tip de filtre cu bandă îngustă este fezabilitatea fizică slabă a elementelor circuitelor paralele. Conform teoriei filtrelor, raportul prin care se determină capacitatea condensatoarelor circuitelor paralele are forma:
unde k este numărul circuitului filtrant; α k este un element al prototipului cu frecvență redusă; Δ ƒ - lărgimea de bandă a filtrului; R1 - rezistența de încărcare pe partea de intrare; R2 este rezistența la sarcină pe partea de ieșire.
După cum rezultă din (1), pe măsură ce lățimea de bandă Δ умень scade, capacitatea necesară a contururilor paralele Ck crește substanțial. că cu reglajul neschimbat al circuitelor conduce la o scădere a inductanțelor și a factorilor Q ai circuitelor. Ca rezultat, pierderile directe în bandă de trecere sunt semnificativ crescute.
Mai multe pierderi directe mai mici au filtre de bandă îngustă efectuate pe baza unor circuite secvențiale cu cuplaje inductive interne interne sau capacitive (a se vedea filtre Alekseev LV Znamenskii AE jgheabului ED electrice benzile VHF și UHF - .. M. Communications, 1976, 280 secunde, Fig 3.1, c, d, p.85). Amplitudinea inductanței circuitelor succesive este determinată de următoarea relație cunoscută:
În conformitate cu (2), cu o scădere a lărgimii de bandă a transmisiei Δ ƒ, este necesară o mare inductanță a contururilor serie Lk. ceea ce duce la o scădere a Q intrinsecă a circuitelor consecutive datorită apariției unui efect de suprafață la frecvențe înalte și unei creșteri a pierderilor directe ale filtrului în banda de trecere.
De asemenea, cunoscut este filtrul de bandă îngustă, care este un prototip al invenției și cuprinzând două oscilanta condensator circuite și circuite de oscilație de cuplare, în care primul circuit rezonant primul terminal al primului inductor este conectat la o carcasă comună, iar al doilea terminal al primului inductor este conectat la intrarea filtrului de bandă îngustă, un prim terminal al doilea inductor este conectat la intrarea filtrului de bandă îngustă, iar cel de-al doilea terminal al celei de-a doua inductoare este conectat la primul terminal al condensatorului, a cărui ieșire este conectată la carcasa comună, al doilea circuit rezonant primul terminal al primului inductor este conectat la o carcasă comună, iar al doilea terminal al primului inductor este conectat la ieșirea filtrului de bandă îngustă, un prim terminal al doilea inductor conectat la ieșirea filtrului de bandă îngustă și al doilea terminal al doilea inductor este conectat la un prim terminal al condensatorului, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, în care cuplarea condensator circuite rezonante conectate respectiv la prima ieșire m condensatori ai primei și celei de-a doua circuite de oscilație.
Fiabilitatea fizică bună a elementelor circuitelor paralele este asigurată de faptul că atunci când contururile sunt parțial pornite, capacitatea condensatoarelor circuitelor paralele scade substanțial și este egală cu
- coeficientul de includere a circuitului paralel.
Analiza relației (3) arată că valoarea mică a coeficientului de includere
permite reducerea capacității condensatoarelor circuitelor paralele și recepționarea factorului lor de înaltă calitate care asigură dimensiuni reduse ale pierderilor directe ale unui filtru cu bandă îngustă.
Principalul dezavantaj al prototipului este valoarea mică rampe panta caracteristica amplitudine-frecvență (AFC) din cauza monotoniei AFC bandă de reținere prototip.
Obiectivul prezentei invenții este acela de a crește abrupta pantelor caracteristică de frecvență de amplitudine.
Obiectivul este atins prin faptul că, într-un filtru de bandă îngustă care cuprinde două circuite de oscilație și condensator de oscilație circuite de cuplare, în care primul circuit rezonant primul terminal al primului inductor este conectat la o carcasă comună, iar al doilea terminal al primului inductor este conectat la intrarea filtrului de bandă îngustă, primul un al doilea inductor de ieșire cuplată la intrarea filtrului și bandă îngustă al doilea terminal al doilea inductor este conectat la un prim terminal al primului condensator vibrațională Circuit Nogo, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, al doilea circuit rezonant primul terminal al inductorului cuplat la ieșirea filtrului de bandă îngustă și al doilea terminal al inductorului cuplat la un prim terminal al primului condensator al doilea circuit de oscilație, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, al doilea circuit de oscilație a introdus suplimentar al doilea condensator, un prim terminal, care este conectat la ieșirea filtrului și bandă îngustă a doua ieșire - la o carcasă comună, în care cuplarea condensator de cola Circuitele atelnyh conectate între intrare și ieșirea filtrului și coeficienții de bandă îngustă permit prima și a doua circuite oscilante sunt, respectiv
capacitatea condensatorului de cuplare al circuitelor oscilante este aleasă egală cu
unde pL - coeficientul de includere a primului circuit oscilator;
pC - coeficientul de includere al celui de al doilea circuit oscilator;
f0 este frecvența rezonantă a circuitelor oscilante;
f1 - frecvența superioară a zero a coeficientului de transmisie, mai mare decât f0;
f-1 este frecvența mai mică a zero a factorului de transmisie, mai mică decât f 0.
Figura 1 este o diagramă schematică a unui filtru propus în bandă îngustă. Figura 2 prezintă diagramele schematice ale circuitelor oscilatorii cu incluziune parțială: a) - comutare inductivă; b) includerea capacitivă. 3 prezintă caracteristica de amplitudine-frecvență a filtrului de bandă îngustă propusă (curba 1) și prototipul (curba 2).
Propus filtru de bandă îngustă (1) cuprinde un inductor (L1), dintre care un prim terminal este conectat cu o carcasă comună, și un al doilea terminal conectat la o intrare a filtrului de bandă îngustă. Primul terminal al doilea inductor 2 (L2) este conectat la intrarea filtrului de bandă îngustă și la al doilea terminal al inductorului 2 (L2) conectat la un prim terminal al condensatorului 3 (C2), al cărui al doilea terminal este conectat la carcasa comună. Condensatorul de cuplare al circuitelor de oscilație 4 (C1) este conectat între intrarea și ieșirea filtrului cu bandă îngustă. Primul terminal al condensatorului 6 (C4) este conectat la ieșirea filtrului cu bandă îngustă, iar al doilea terminal este conectat la carcasa comună. Primul terminal al inductorului 5 (L 3) conectat la ieșirea filtrului de bandă îngustă și al doilea terminal al inductorului 5 (L3) este conectat la un prim terminal al condensatorului 7 (C3), al cărui al doilea terminal este conectat la carcasa comună.
Rețineți că sub conexiunea cu carcasa comună în dispozitivul propus se înțelege o magistrală comună cu potențial zero.
Filtrul cu bandă îngustă funcționează după cum urmează. Structura filtrului de bandă îngustă propus, prezentată în fig.1, corespunde unui filtru bandă cvasi-polinomică de ordinul doi. Spre deosebire de implementări din stadiul tehnicii în filtru de bandă îngustă utilizate de către prima inductiv circuitul parțial comutator oscilatorie și al doilea comutator capacitiv parțial circuitului oscilant. După cum se știe, circuitele oscilatorii cu incluziune parțială au proprietățile de transformare a sarcinilor conectate cu un coeficient de transformare suficient de mare. Aceasta asigură o bună realizabilitate fizică a elementelor reactive și pierderi directe mici. Includerea unui condensator de cuplare (C1) 4 între intrare și ieșire filtru de bandă îngustă a dus la formarea a două bucle succesive L2 C2 (elementele 2 și 3) și L3 C3 (elementele 5 și 7). Aceste circuite seriale incluse, respectiv la intrarea și ieșirea filtrului de bandă îngustă, asigura prezența la zero coeficient de transfer de frecvențe
unde ƒ 1 - frecvența superioară a zero a coeficientului de transmisie (ƒ 1> ƒ 0); ƒ -1 - frecvența mai mică a zero a factorului de transmisie (ƒ -1 <ƒ 0 ).
Valorile frecvenței ƒ ± 1 sunt determinate din considerentele următoare. Presupunem că circuitul oscilant L1 L2 C2 în banda de frecvență de lucru este echivalent cu circuitul paralel, așa cum se arată în figura 2, a. Circuitul echivalent este reglat la frecvența f0. valoarea capacității sale C 1 f este egală cu:
Condiția pentru echivalența circuitelor vibraționale prezentate în figura 2a este:
unde B1 este conductivitatea reactivă a conului C1ƒ L1; Bƒ 1 - conductivitatea reactivă a conturului L1 L2 C2.
Din condiția (7) nu este dificil să se obțină:
Coeficientul de comutare al circuitului oscilator L1 L2 C2 la valorile cunoscute ale elementelor L1 și L2 este egal cu
Presupunem că circuitul oscilator L3 C3 C4 în banda de frecvență de operare este echivalent cu o bucla paralelă, așa cum se arată în figura 2b. Circuitul echivalent este reglat la frecvența f0. valoarea capacității sale C2f este egală cu:
Condiția de echivalență pentru circuitele de oscilație prezentate în figura 2b este:
unde B2 este conductivitatea reactivă a conturului C2ƒ L2ƒ; Bƒ -1 - conductivitatea reactivă a circuitului L3 C3 C4.
Din condiția (13) se obțin următoarele relații:
Coeficientul de comutare al circuitului oscilator L3 C3 C4 pentru valorile cunoscute ale elementelor C3 și C4 este
Pe baza expresiilor (8) - (11) și (14) - (17) pentru frecvențele date f1 și f-1 se determină valorile elementelor și coeficienții de includere. Observăm că frecvența de rezonanță a circuitelor vibraționale cu cuplaj capacitiv în filtre cu bandă îngustă este în prima aproximație determinată de relația
unde ƒ 0ƒ este frecvența centrală a lățimii de bandă a filtrului de bandă îngustă.
Pentru filtrul îngustã propus, de exemplu, au fost luate următoarele intrări: ƒ 0ƒ = 100 MHz, Δ = 1 MHz ƒ, ƒ 1 = 110 MHz și ƒ -1 = 90 MHz. Pentru acest exemplu, prin relațiile (8) - (11) și (14) - (17) au fost valorile calculate ale elementelor: C = 33,60 1 pF; L1 = 7,553 nG; L2 = 40,58 nH; C2 = 51,64 pF; C3 = 112,40 pF; L3 = 27,95 nG; C4 = 431,41 pF; ƒ 0 = ƒ 0 ƒ + Δ ƒ = 101 MHz. Rezultatele simulării răspunsului în frecvență al filtrului de bandă îngustă prezentat în Figura 3 (linia 1). 3 prezintă, de asemenea, caracteristica de amplitudine-frecvență a prototipului (linia 2). După cum se vede din considerarea Figura 3 reprezintă grafic filtru de bandă îngustă propuse datorită doi coeficienți de zerouri de transmisie dispuse simetric la o frecvență de transmisie filtru centrală ƒ 0ƒ. are o înclinare substanțial mai mare a versanților caracteristicilor de frecvență de amplitudine.
În plus, avantajul filtrului propus pentru bandă îngustă este posibilitatea alegerii arbitrare a frecvențelor ƒ 1 și ƒ -1. pe care coeficientul de transmisie este zero, ceea ce este util în asigurarea compatibilității electromagnetice a diferitelor dispozitive radioelectronice.
Revendicarea invenției
filtru de bandă îngustă care cuprinde două circuite de oscilație și circuite de oscilație de cuplare condensator, în care primul circuit rezonant primul terminal al primului inductor este conectat la o carcasă comună, iar al doilea terminal al primului inductor este conectat la intrarea filtrului de bandă îngustă, un prim terminal al doilea inductor este conectat la intrarea bandă îngustă filtru, iar al doilea terminal al doilea inductor este conectat la un prim terminal al condensatorului, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, a doua oscilant Circuit primul terminal al inductorului cuplat la ieșirea filtrului de bandă îngustă și a doua bobină de ieșire cuplată la un prim terminal al primului condensator al doilea circuit de oscilație, al doilea terminal al care este conectat la carcasa comună, caracterizat prin aceea că al doilea circuit oscilant este introdus suplimentar al doilea condensator, un prim terminal al cărui conectat la ieșirea filtrului și bandă îngustă a doua ieșire - la o carcasă comună, în care circuitele oscilante de cuplare condensator este conectat între intrare și ieșire bandă îngustă filtru și coeficienții de includere ai primului și celui de-al doilea circuit oscilator sunt respectiv egali cu -
capacitatea condensatorului de cuplare al circuitelor oscilante este aleasă egală cu
unde pL este factorul de incluziune al primei bucle paralele;
pC - coeficientul de includere a celei de a doua bucla paralela;
f0 - frecvența de rezonanță a circuitelor paralele;
f1 - frecvența superioară a valorii zero a coeficientului de transfer al filtrului, mai mare decât f 0;
f-1 - frecvența mai mică a zero a coeficientului de transfer al filtrului, mai mică decât f0.
α 1 - valoarea primului element al prototipului de frecvență joasă a filtrului cu două buclă;
α 2 - valoarea celui de-al doilea element al prototipului cu frecvență joasă a filtrului cu două buclă;
R1 este valoarea rezistenței de sarcină de pe partea de intrare a filtrului cu bandă îngustă;
R2 este valoarea rezistenței de sarcină pe partea de ieșire a filtrului cu bandă îngustă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: