RU2266612C2 - Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр - Google Patents
Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266612C2 RU2266612C2 RU2003129255/09A RU2003129255A RU2266612C2 RU 2266612 C2 RU2266612 C2 RU 2266612C2 RU 2003129255/09 A RU2003129255/09 A RU 2003129255/09A RU 2003129255 A RU2003129255 A RU 2003129255A RU 2266612 C2 RU2266612 C2 RU 2266612C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- adder
- operational amplifier
- section
- sections
- Prior art date
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/545—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material including active elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике связи. Технический результат заключается в упрощении при реализации фильтра с дискретной перестройкой центральной частоты. Устройство содержит секции (1), идентичные по структуре и выполненные на операционном усилителе (ОУ) (3) с цепями отрицательной обратной связи (4, 5) и пьезоэлектрическим резонатором (ПР) (6). Выходы секций соединены с соответствующими входами сумматора (2), выполненного на ОУ (8) и резисторах (9-12). Каждый ОУ (3) имеет вывод управления током выходного каскада, соединенный с выходами устройства управления (14). ОУ (3), на которые не подан ток управления выходным каскадом, находятся в высокоимпедансном состоянии, при котором они не влияют на работу других секций, чем обеспечивается высокая степень развязки каналов между собой. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относиться к электронике и может быть использовано в технике связи.
Наиболее близким по технической сущности является активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр, содержащий две параллельные секции, входы которых соединены и являются входом фильтра, а выход каждой секции подключен соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом фильтра. При этом каждая секция содержит два операционных усилителя с отрицательной обратной связью, пьезоэлектрический резонатор, конденсатор, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый резистор соединен с входом секции, а выход первого операционного усилителя через второй резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, пьезоэлектрический резонатор первым выводом соединен с входом секции, а вторым выводом - с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и через третий резистор - с общей шиной, неинвертирующий вход второго операционного усилителя первой секции через конденсатор подключен к выходу первого операционного усилителя первой секции и через четвертый резистор соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя второй секции через четвертый резистор соединен с выходом первого операционного усилителя второй секции и через конденсатор с общей шиной, сумматор построен на пятом, шестом и седьмом резисторах, причем выходы секций соединены с первыми выводами пятого и шестого резисторов, вторые выводы пятого и шестого резисторов соединены и подключаются к первому выводу седьмого резистора и выходу сумматора, а второй вывод седьмого резистора соединен с общей шиной [1].
Схема этого устройства приведена на фиг.1. Она выбрана в качестве прототипа.
Недостатком известного устройства является его излишняя сложность, особенно проявляющаяся при реализации фильтра с дискретной перестройкой центральной частоты.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей фильтра и его упрощение.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем секции, идентичные по структуре, входы которых соединены с входной потенциальной клеммой устройства, при этом каждая секция содержит операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с входом секции, неинвертирующий вход операционного усилителя через пьезоэлектрический резонатор соединен со входом секции и через второй резистор с общей шиной, выходы секций подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, содержащего третий, четвертый и пятый резисторы, выход сумматора является выходом фильтра, первые выводы третьего и четвертого резисторов сумматора подключены к первому и второму входам сумматора соответственно, первый вывод пятого резистора сумматора соединен со вторым выводом четвертого резистора, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной, в сумматор вводится дополнительно операционный усилитель с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход операционного усилителя сумматора соединен со вторым выводом третьего резистора, неинвертирующий вход операционного усилителя сумматора соединен со вторым выводом четвертого резистора, выход операционного усилителя сумматора является выходом сумматора, выход операционного усилителя секции является выходом секции. Кроме того, в устройство введены дополнительно N (где N=1,2,3...) секций, по структуре идентичных первой, в каждой секции операционный усилитель имеет вывод управления током выходного каскада, выходы некоторых секций соединены между собой и подключены к первому входу сумматора, выходы остальных секций соединены между собой и подключены ко второму входу сумматора, и, кроме того, введено устройство управления, посредством которого осуществляется управление уровнем выходного сигнала каждой секции, выходы устройства управления подключены к выводам управления операционных усилителей в каждой секции.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство введен дополнительно операционный усилитель с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход операционного усилителя сумматора соединен со вторым выводом третьего резистора, неинвертирующий вход операционного усилителя сумматора соединен со вторым выводом четвертого резистора, выход операционного усилителя сумматора является выходом сумматора, кроме того, в устройство дополнительно введены N (где N=1,2,3...) секций, по структуре идентичных первой, в каждой секции операционный усилитель имеет вывод управления током выходного каскада, выходы некоторых секций соединены между собой и подключены к первому входу сумматора, выходы остальных секций соединены между собой и подключены ко второму входу сумматора, выход операционного усилителя секции является выходом секции. Кроме того, введено устройство управления, посредством которого осуществляется управление уровнем выходного сигнала каждой секции, выходы устройства управления подключены к выводам управления операционных усилителей в каждой секции.
При сравнении заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими известными решениями в науке и технике, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.
На фиг.2 приведена электрическая схема предложенного устройства. Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр содержит N+2 идентичных секций 1, входы которых соединены с входной потенциальной клеммой устройства, сумматор 2, выход которого является выходом устройства. Каждая секция содержит операционный усилитель 3, охваченный отрицательной обратной связью через резистор 4, инвертирующий вход операционного усилителя 3 через резистор 5 соединен с входом секции, неинвертирующий вход усилителя 3 через пьезоэлектрический резонатор 6 соединен с входом секции и через резистор 7 с общей шиной, выход операционного усилителя 3 является выходом секции. Сумматор 2 содержит операционный усилитель 8, охваченный отрицательной обратной связью через резистор 9, инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя через резисторы 10 и 11 подключены к входу сумматора 2, неинвертирующий вход операционного усилителя 8 через резистор 12 соединен с общей шиной. Операционные усилители, входящие в состав всех секций фильтра, имеют вывод 13 управления током выходного каскада. Управление выходным уровнем сигнала каждой секции осуществляется посредством устройства управления 14, формирующего сигнал разрешения или запрещения работы конкретной секции через вывод 13. Выходы некоторых секций соединены между собой и подключены к резистору 10 сумматора 2, а выходы остальных секций соединены между собой и подключены к резистору 11 сумматора 2.
Устройство работает следующим образом. Передаточная функция секции фильтра имеет вид
где Ya - проводимость пьезоэлектрического резонатора 6 секции 1;
go - проводимость резистора 7 секции 1.
Это выражение было получено в [1] и соответствует случаю, когда резисторы 4 и 5 равны между собой.
Аналогичное выражение можно записать и для любой другой секции, в которой Yb - является проводимостью пьезоэлектрического резонатора этой секции:
Если выход первой и второй секции подключены к разным входам сумматора, то общая передаточная функция будет определяться с точностью до постоянного множителя (коэффициента передачи сумматора) выражением:
Это соотношение показывает, что передаточная функция фильтра является передаточной функцией симметричной мостовой схемы.
Таким образом, применяя алгебраический сумматор на операционном усилителе, при соответствующем выборе проводимостей Ya и Yb получим полосовой фильтр [2].
Кроме того, при выполнении условия равенства резисторов 4, 5 и 7 величине Ro, входное сопротивление секции Zвх=Rо=const, т.е. будет иметь частотно-независимый характер. Это позволяет соединять секции параллельно по входу, избежав их взаимного влияния друг на друга, как в полосе пропускания, так и в полосе задерживания. Выбирая две какие-либо секции, у которых параллельный резонанс пьезоэлектрического резонатора в одной секции совпадает с последовательным резонансом пьезоэлектрического резонатора в другой секции, получим полосовой фильтр.
На фиг.3 показан возможный вариант расположения частот пьезоэлектрических резонаторов четырех секций, позволяющий получить достаточно экономичный вариант дискретно перестраиваемого по частоте фильтра, перекрывающего некоторый частотный диапазон от частоты Fa до частоты Fb. Номер секции фильтра на фиг.2 соответствует частоте последовательного резонанса пьезоэлектрического резонатора фиг.3. Выбор канала осуществляется устройством управления путем подачи тока соответствующей величины на вывод управления током выходного каскада операционного усилителя (например, типа 140УД12 или 1407УД4) соответствующей секции. Включая, например, две смежные секции №2 и №3, реализуем полосу пропускания, представленную суммой полос «В» и «С», см. фиг.3. Операционные усилители, на которые не подан ток управления выходным каскадом, находятся в так называемом «высокоимпедансном состоянии», при котором они не влияют на работу других усилителей. Этим обеспечивается высокая степень развязки каналов между собой и подавление нежелательных каналов работы.
Источники информации
1. Патент РФ №2058058 «Активный широкополосный пьезоэлектрический фильтр», Ясинский И.М., Звягинцев И.В., опубл. 10.04.96 г. Бюл. №10.
2. Великин Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пьезоэлектрические фильтры. - М.: Связь, 1966.
Claims (1)
- Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр, содержащий секции, идентичные по структуре, входы которых соединены с входной потенциальной клеммой устройства, при этом каждая секция содержит операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с входом секции, неинвертирующий вход операционного усилителя через пьезоэлектрический резонатор соединен со входом секции и через второй резистор с общей шиной, выходы секций подключены к соответствующим входам сумматора, содержащего третий, четвертый и пятый резисторы, выход сумматора является выходом фильтра, первые выводы третьего и четвертого резисторов сумматора подключены к первому и второму входам сумматора соответственно, первый вывод пятого резистора сумматора соединен со вторым выводом четвертого резистора, а второй вывод пятого резистора соединен с общей шиной, отличающийся тем, что выход операционного усилителя является выходом секции, в сумматор введен дополнительно операционный усилитель с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход операционного усилителя сумматора соединен со вторым выводом третьего резистора, неинвертирующий вход операционного усилителя сумматора соединен со вторым выводом четвертого резистора, выход операционного усилителя сумматора является выходом сумматора, кроме того, в устройство дополнительно введены N, где N=1,2,3 ..., секций, по структуре идентичных первой, в каждой секции операционный усилитель имеет вывод управления током выходного каскада, выходы некоторых секций соединены между собой и подключены к первому входу сумматора, выходы остальных секций соединены между собой и подключены ко второму входу сумматора и, кроме того, введено устройство управления, посредством которого осуществляется управление уровнем выходного сигнала каждой секции, выходы устройства управления подключены к выводам управления операционных усилителей в каждой секции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129255/09A RU2266612C2 (ru) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129255/09A RU2266612C2 (ru) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003129255A RU2003129255A (ru) | 2005-04-10 |
| RU2266612C2 true RU2266612C2 (ru) | 2005-12-20 |
Family
ID=35611152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003129255/09A RU2266612C2 (ru) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266612C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107666299A (zh) * | 2013-03-15 | 2018-02-06 | 谐振公司 | 根据频率响应要求设计声微波滤波器的方法 |
-
2003
- 2003-09-30 RU RU2003129255/09A patent/RU2266612C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВЕЛИКИН Я.И. и др. Пьезоэлектрические фильтры, Москва, связь, 1966. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107666299A (zh) * | 2013-03-15 | 2018-02-06 | 谐振公司 | 根据频率响应要求设计声微波滤波器的方法 |
| CN107666299B (zh) * | 2013-03-15 | 2020-11-03 | 谐振公司 | 根据频率响应要求设计声微波滤波器的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003129255A (ru) | 2005-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Papazoglou et al. | Noninteracting electronically tunable CCII-based current-mode biquadratic filters | |
| RU2704530C1 (ru) | Широкополосный полосовой фильтр с независимой подстройкой частоты полюса, затухания полюса и коэффициента передачи | |
| RU2702496C1 (ru) | Универсальный активный rc-фильтр на основе мультидифференциальных операционных усилителей | |
| JP2005328260A (ja) | バンドパスフィルタ | |
| Kumngern et al. | Current-mode universal filter and quadrature oscillator using current controlled current follower transconductance amplifiers | |
| RU2656728C1 (ru) | Arc-фильтр нижних частот с независимой настройкой основных параметров | |
| Nonthaputha et al. | Programmable universal filters using current conveyor transconductance amplifiers | |
| RU2266612C2 (ru) | Активный дискретно перестраиваемый пьезоэлектрический фильтр | |
| RU128043U1 (ru) | Активный rc-фильтр нижних частот | |
| RU2694135C1 (ru) | Arc-фильтр верхних частот с независимой подстройкой основных параметров | |
| Souliotis et al. | Current‐mode filters based on current mirror arrays | |
| RU2748609C1 (ru) | Фильтр низких частот четвертого порядка | |
| JPH0322727B2 (ru) | ||
| CN112769412B (zh) | 一种双运放椭圆函数、反切比雪夫有源低通滤波器电路 | |
| Langhammer et al. | Electronically reconfigurable universal filter based on VDTAs | |
| CA1077146A (en) | Active networks having biquadratic transfer functions | |
| RU2701038C1 (ru) | Полосовой фильтр на двух операционных усилителях с независимой подстройкой основных параметров | |
| JPH04148388A (ja) | 時定数可変形の微分器 | |
| RU2695981C1 (ru) | Активный rc-фильтр нижних частот третьего порядка с дифференциальным входом на базе операционного усилителя с парафазным выходом | |
| RU2296418C1 (ru) | Широкополосное многоканальное пьезоэлектрическое фильтрующее устройство | |
| JPH01196910A (ja) | ローパスフィルタ | |
| RU2610835C2 (ru) | Входное устройство однотрактового многодиапазонного радиоприемника | |
| RU2397609C1 (ru) | Многоканальный активный пьезоэлектрический фильтр | |
| RU2720558C1 (ru) | Полосовой фильтр на двух операционных усилителях с независимой подстройкой основных параметров | |
| RU2720559C1 (ru) | Активный rc-фильтр нижних частот с одноэлементной перестройкой частоты полюса на дифференциальном и двух мультидифференциальных операционных усилителях |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111001 |