CS254756B1 - Úzkopásmový filtr a piezoelektrickou krystalovou jednotkou - Google Patents

Abstract

Řešení se týká vysokofrekvenčních zesilovačů s velmi malou šířkou propustného pásma. Podstata zapojení spočívá v tom, že symetrický vysokofrekvenční transformátor je nadřazen lineárním integrovaným obvodem se symetrickými výstupy. Vstupem úzkopásmového filtru s piezoelektrickou krystalovou jednotkou je vstup lineárního integrovaného obvodu. Výstup lineárního integrovaného obvodu přes piezoelektrickou krystalovou jednotku spojen s výstupem úzkopásmového filtru. Výstup lineárního integrovaného obvodu je s výstupem úzkopásmového filtru spojen přes kondensátor kompenzující paralelní kapacitu piezoelektrické krystalové jednotky.

Description

Vynález se týká zapojení úzkopásmového filtru s piezoelektrickou krystalovou jednotkou, použitelného ve vysokofrekvenčních zesilovačích.

Nejbližáí známé řešení filtrů s piezoelektrickými krystalovými jednotkami je můstkové zapojení. Vstupní napětí tohoto zapojení musí být symetrické, využívají se proto vysokofrekvenční transformátory se symetrickým výstupním vinutím. Tyto transformátory ovlivňují vlastnosti filtrů v můstkovém zapojení a musí být vyráběny pečlivě, zvláště z hlediska symetrie výstupních vinutí. Jako všechny přesné vinuté díly jsou tyto transformátory pracné, drahé a poměrně rozměrné. Při nastavení těchto transformátorů ve filtrech vyladěním je opět nutné přesnost, aby bylo dosaženo optimálních vlastností filtrů.

Tyto nevýhody jsou zvláště výrazné u filtrů s jednou piezoelektrickou krystalovou jednotkou. Řešení podle vynálezu vysokofrekvenční symetrické transformátory nevyužívája tím odstraňuje popsané nevýhody.

Podstata vynélezu úzkopásmového filtru s piezoelektrickou krystalovou jednotkou spočívá v náhradě vysokofrekvenčního transformátoru. Jeho funkci plní lineární integrovaný obvod se symetrickými výstupy. Vstupem zapojení je jeden nebo dvojice vstupů lineárního integrovaného obvodu. K jednomu ze symetrických výstupů lineárního integrovaného obvodu je připojen jeden vývod piezoelektrické krystalové jednotky. Druhý výstup lineárního integrovaného obvodu je přes kondenzátor kompenzující paralelní kapacitu piezoelektrické krystalové jednotky spojen s druhým vývodem piezoelektrické krystalové jednotky. Společný bod piezoelektrické krystalové jednotky a kondenzátoru je výstupem úzkopásmového filtru s piezoelektrickou krystalovou jednotkou. Zatížení výstupu výstupu úzkopásmového filtru spolu

- 2 254 756 s výstupní impedancí lineárního integrovaného obvodu spoluurčuje šířku pásma úzkopésmového filtru s piezoelektrickou krystalovou jednotkou.

Nejvýraznější výhodou je odstranění dosud obvyklého vinutého dílu, to je vysokofrekvenčního transformátoru, který zvláště na nižších kmitočtech je rozměrný, pracný a drahý. Transformátor mé tři vinutí a je nutné dodržet symetrii jeho výstupů» Významnou výhodou je, že odpadá nutnost ladění vysokofrekvenčního transformátoru, zjednodušuje se tím nastavení úzkopésmového filtru s piezoelektrickou krystalovou jednotkou. Dále je výhodné nahrazeni vysokofrekvenčního transformátoru lineárním integrovaným obvodem se zaručenou symetrií výstupních napětí, který současně na rozdíl od transformátoru signál zesiluje. Při vhodné volbě typu lineárního integrovaného obvodu je možné toto zesílení řídit, což je často potřebné u přijímačů.

Při využití řešení podle vynálezu v zesilovačích s vysokým ziskem je výhodou i odstranění rozptylového magnetického pole vysokofrekvenčního transformátoru, které zhoršuje stabilitu zesilovače, případně i citlivost na vnější magnetické pole.

Vynález bude objasněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 je blokové schéma funkčního zapojení, obr. 2 blokové schéma úzkopésmového filtru, obr. 3 příklad zapojení úzkopésmového filtru.

Na obr. 1 je výstup vstupního obvodu 1, kterým může být laděný obvod, předzesilovač a podobně, připojen na vstupní svorku 8 úzkopásmového filtru 2. Výstupní svorka 11 úzkopásmového filtru 2 je zatížena zátěží kterou představuje následující zesilovač.

Na obr. 2 je vstupní svorka 8 úzkopésmového filtru 2 připojena ke vstupu £ symetrického zesilovače £, jehož tt druhý výstup 10 mé fázi signálu o -180 posunutou vůči signálu na prvním výstupu 2. symetrického zesilovače £.

První výstup 2. 3® přes peizoelektrickou krystalovou jednotku 6 spojen s výstupní svorkou 11 úzkopásmového filtru 2.

- 3 254 756

Z druhého výstupu 10 symetrického zesilovače 2 j® přes kompenzátor 2 přiváděn na výstupní svorku 11 úzkopásmového filtru 2 signál tak, že kompenzuje signál přenesený paralelní kapacitou piezoelektrické krystalové jednotky 6 na výstupní svorku 11 z prvního výstupu 2. symetrického zesilovače! 2·

Obr. 3 ukazuje, že jako symetrický zesilovač 2 Ó® použit lineární integrovaný obvod 15. Jako vstup ± je využíván kterýkoliv signálový vstup lineárního integrovaného obvodu 15 nebo dvojice symetrických signálových vstupů lineárního integrovaného obvodu 15. První odpor 12 je zapojen mezi první výstup 2. lineárního integrovaného obvodu 15 a jeho první napájecí vývod 12, který je spojen s první napájecí svorkou 18 úzkopásmového filtru 2.První odpor 12 snižuje výstupní odpor prvního výstupu 2. lineárního integrovaného obvodu 12. Druhý odpor 13 mé shodnou hodnotu odporu s prvním odporem 12 a je zapojen mezi druhý výstup 10 lineárního integrovaného obvodu 15 a první napájecí vývod 17 , čímž snižuj výstupní odpor druhého výstupu 10 lineárního integrovaného obvodu 15.

První výstup 2. lineárního integrovaného obvodu 15 je připojen přes piezoelektrickou krystalovou jednotku 6 k výstupní svorce 11 úzkopásmového filtru 2, na kterou je přeš kondenzátor 14 z druhého výstupu 10 lineárního integrovaného obvodu 12 přiváděn signál s opačnou fází než je fáze signálu přenášeného paralelní kapacitou piezoelektrické krystalové jednotky 6. Amplituda obou signálů je stejná, konderaitor H mé hodnotu paralelní kapacity piezoelektrické krystalové jednotky 6 s odchylkami způsobenými montážními kapacitami.

Pro optimální napětový přenos úzkopásmového filtru 2 v propustném pásmu je třeba, aby zátěž J připojená k výstupní svorce 11 byla rovna skutečnému výstupnímu odporu výstupů

2. a 10 lineárního integrovaného obvodu 12· Součet odporu zátěže J výstupního odporu lineárního integrovaného obvodu 12 a sériového odporu piezoelektrické krystalové jednotky 6 spoluur^uje šířku pásma úzkopásmového filtru 2.

- 4 254 756

Nejvýhodnější oblast využití úzkopásmového filtru podle vynálezu je ve vysokofrekvenčních zesilovačích kmitočtů 20 až 1000 kilohertzů. V této pracovní oblasti lze dosáhnout bez obtíží šířku propustného pásma 0,2 - 0,4% středního kmitočtu a pro rozladění -1% od středního kmitočtu potlačení větší než 35 dB.

Claims (3)

1· Úzkopásmový filtr s piezoelektrickou krystalovou jednotkou^ vyznačený tím, že na vstupní svorku (8) úzkopésmového filtru (2) je zapojen symetrický zesilovač (5) vstupem (4), jehož výstup (9) je připojen přes piezoelektrickou krystalovou jednotku (6) na výstupní svorku (11) úzkopésmového filtru (2), ke které je výstup (10) symetrického zesilovače (5) připojen přes kompenzátor (7) paralelní kapacity piezoelektrické krystalové jednotky (6).

2. Úzkopásmový filtr podle bodu 1jvyznačený tím, že symetrický zesilovač (5) je tvořen lineárním integrovaným obvodem (15), svým vstupem (4) připojeným ke vstupní svorce (8) úzkopásmového filtru (2), přičemž první výstup (9) a druhý výstup (10) lineárního integrovaného obvodu (15) jsou připojeny přes první odpor (12) a dru^ý odpor (13) k prvnímu napájecímu vývodu (17) lineárního integrovaného obvodu (15), zatímco piezoelektrická krystalová jednotka (6) je zapojena mezi prvním výstupem (9) lineárního integrovaného obvodu (15) a výstupní svorku (11) úzkopásmového filtru (2), která je spojena s druhým výstupem (10) lineárního integrovaného obvodu (15) přes kondenzátor (14) kompenzující paralelní kapacitu piezoelektrické krystalové jednotky (6).

3. Úzkopásmový filtr podle bodů 1 a 2_f vyznačený tím, že jako vstup (4) symetrického zesilovače (5) je využit kterýkoliv signálový vstup nebo dvojice symetrických signálových vstupů lineárního integrovaného obvodu (15), přičemž první napájecí vývod (17) lineárního integrovaného obvodu (15) je spojen s první napájecí svorkou (18) úzkopásmového filtru (2) a druhý napájecí vývod (16) lineárního integrovaného obvodu (15) je spojen s druhou napájecí svorkou (19) úzkopásmového filtru (2) a kde rozdíl fází signálů mezi prvním výstupem (9) a druhým výstupem (10) lineárního integrovaného obvodu je -180°.