RU2501156C2 - Highly selective second-order lc bandpass filter - Google Patents

Highly selective second-order lc bandpass filter Download PDF

Info

Publication number
RU2501156C2
RU2501156C2 RU2012100498/08A RU2012100498A RU2501156C2 RU 2501156 C2 RU2501156 C2 RU 2501156C2 RU 2012100498/08 A RU2012100498/08 A RU 2012100498/08A RU 2012100498 A RU2012100498 A RU 2012100498A RU 2501156 C2 RU2501156 C2 RU 2501156C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
output
terminal
filter
inductor
Prior art date
Application number
RU2012100498/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012100498A (en
Inventor
Игорь Михайлович Ясинский
Андрей Николаевич Яковлев
Александр Иванович Тюменцев
Лилия Владиславовна Насонова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") filed Critical Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority to RU2012100498/08A priority Critical patent/RU2501156C2/en
Publication of RU2012100498A publication Critical patent/RU2012100498A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2501156C2 publication Critical patent/RU2501156C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: highly selective LC bandpass filter has two inductors and eight capacitors which are connected so as to form two links, the first link providing an attenuation terminal lower than the medium frequency and the second link providing an attenuation terminal higher than the medium frequency.
EFFECT: high selectivity of the filter by realising two attenuation terminals at end frequencies and improving squareness of the attenuation characteristics.
5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов.The present invention relates to electronics and can be used for frequency selection of signals.

Известен ряд полосовых LC-фильтров, применяемых в технике радиосвязи [1], среди которых имеется фильтр, содержащий первый конденсатор, первый вывод которого соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, второй его вывод соединен с первым выводом второго конденсатора и первым выводом первой катушки индуктивности, второй вывод которой через третий конденсатор соединен с общей шиной, второй вывод второго конденсатора соединен с первым выводом второй катушки индуктивности [1]. Данная схема позволяет реализовывать полосовой фильтр первого класса по затуханию с полюсом бесконечного затухания на конечной частоте и получать наиболее технологичные значения элементов. Этот тип фильтра является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству и выбран в качестве прототипа.There are a number of band-pass LC filters used in the radio communication technique [1], among which there is a filter containing a first capacitor, the first output of which is connected to the input potential terminal of the filter, its second output is connected to the first output of the second capacitor and the first output of the first inductor, the second terminal of which is connected to a common bus through the third capacitor, the second terminal of the second capacitor is connected to the first terminal of the second inductor [1]. This scheme allows you to implement a first-class bandpass filter for attenuation with a pole of infinite attenuation at a finite frequency and obtain the most technologically advanced values of the elements. This type of filter is the closest in technical essence to the proposed device and is selected as a prototype.

Недостатком фильтра прототипа является недостаточно высокая избирательность на частотах от нуля до нижней границы полосы пропускания.The disadvantage of the filter of the prototype is the lack of selectivity at frequencies from zero to the lower limit of the passband.

Задачей изобретения является увеличение избирательности фильтра.The objective of the invention is to increase the selectivity of the filter.

Поставленная задача решается тем, что в фильтр, содержащий первый и второй конденсаторы, первый вывод 1-го конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, второй его вывод соединен с первым выводом второго конденсатора и первой катушкой индуктивности, второй вывод которой через третий конденсатор соединен с общей шиной, а второй вывод второго конденсатора соединен с первым выводом второй катушки индуктивности, дополнительно введены четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой конденсаторы, при этом четвертый конденсатор подключен к входной потенциальной клемме фильтра, второй его вывод соединен с общей шиной, пятый конденсатор подключен к первому выводу второй катушки индуктивности, ко второму выводу которой подключен шестой конденсатор, второй вывод которого соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, а также с седьмым и восьмым конденсаторами, вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод восьмого конденсатора соединен с первым выводом второй катушки индуктивности.The problem is solved in that in the filter containing the first and second capacitors, the first output of the 1st capacitor is connected to the input potential terminal of the filter, its second output is connected to the first output of the second capacitor and the first inductor, the second output of which is connected through the third capacitor to common bus, and the second terminal of the second capacitor is connected to the first terminal of the second inductor, additionally introduced fourth, fifth, sixth, seventh and eighth capacitors, while the fourth capacitor connected to the input potential terminal of the filter, its second output is connected to a common bus, the fifth capacitor is connected to the first output of the second inductor, the second output of which is connected to the sixth capacitor, the second output of which is connected to the output potential terminal of the filter, as well as to the seventh and eighth capacitors , the second terminals of the fifth and seventh capacitors are connected to a common bus, the second terminal of the eighth capacitor is connected to the first terminal of the second inductor.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой конденсаторы, при этом четвертый конденсатор подключен к входной потенциальной клемме фильтра, второй его вывод соединен с общей шиной, пятый конденсатор подключен к первому выводу второй катушки индуктивности, ко второму выводу которой подключен шестой конденсатор, второй вывод которого соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, а также с седьмым и восьмым конденсаторами, вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод восьмого конденсатора соединен с первым выводом второй катушки индуктивности.Comparative analysis shows that the claimed technical solution differs from the prototype in that the fourth, fifth, sixth, seventh and eighth capacitors are additionally introduced into the device, while the fourth capacitor is connected to the input potential terminal of the filter, its second output is connected to a common bus, the fifth capacitor connected to the first terminal of the second inductor, the sixth capacitor is connected to the second terminal, the second terminal of which is connected to the output potential terminal of the filter, as well as from the seventh and eighth capacitors, the second terminals of the fifth and seventh capacitors are connected to a common bus, a second terminal of the eighth capacitor connected to the first terminal of the second inductor.

При сравнении заявленного решения не только с прототипом, но и с другими известными в науке и технике решениями не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.When comparing the claimed solution, not only with the prototype, but also with other solutions known in science and technology, solutions with similar features were not found.

На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из первого конденсатора 1, к первому выводу которого подключен второй конденсатор 2 и первая катушка индуктивности 3, которая через третий конденсатор 4 соединена с общей шиной. Второй вывод второго конденсатора 2 соединен со второй катушкой индуктивности 5, четвертый дополнительный конденсатор 6 подключен к первому конденсатору 1 и входной потенциальной клемме фильтра, второй его вывод соединен с общей шиной. Пятый дополнительный конденсатор 7 подключен к первому выводу второй катушки индуктивности, ко второму выводу которой подключен шестой конденсатор 8, второй вывод шестого конденсатора соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, а также с седьмым конденсатором 9 и восьмым конденсатором 10, второй вывод которого соединен с первым выводом второй катушки индуктивности. Вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной.Figure 1 shows the electrical diagram of the proposed device. The device consists of a first capacitor 1, to the first output of which is connected a second capacitor 2 and a first inductor 3, which is connected through a third capacitor 4 to a common bus. The second output of the second capacitor 2 is connected to the second inductor 5, the fourth additional capacitor 6 is connected to the first capacitor 1 and the input potential terminal of the filter, its second output is connected to a common bus. The fifth additional capacitor 7 is connected to the first terminal of the second inductor, the sixth capacitor 8 is connected to the second terminal of the second, the second terminal of the sixth capacitor is connected to the output potential terminal of the filter, as well as to the seventh capacitor 9 and the eighth capacitor 10, the second terminal of which is connected to the first terminal second inductor. The second terminals of the fifth and seventh capacitors are connected to a common bus.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Фильтр можно представить в виде двух звеньев, первое звено включает в себя катушку индуктивности 3 и конденсаторы 1, 2, 4, 6 и часть конденсатора 7. Оставшуюся часть схемы представляет втрое звено. Каждое из этих звеньев потенциально-эквивалентно симметричной мостовой схеме, приведенной на фиг.2а.The filter can be represented in the form of two links, the first link includes an inductor 3 and capacitors 1, 2, 4, 6 and a part of the capacitor 7. The remaining part of the circuit is a triple link. Each of these links is potentially equivalent to the symmetrical bridge circuit shown in figa.

В соответствии с фиг.2б, где показаны частотные зависимости сопротивления ветвей Z1 и Z2 схемы, приведенной на фиг.2а, эта схема представляет собой фильтр с полосой пропускания между частотами ω1 и ω2, одним полюсом затухания на частоте ωx.In accordance with fig.2b, which shows the frequency dependence of the resistance of the branches Z 1 and Z 2 of the circuit shown in figa, this circuit is a filter with a passband between frequencies ω 1 and ω 2 , one pole attenuation at a frequency ω x .

Элементы этой схемы могут быть рассчитаны по формулам [2]:Elements of this scheme can be calculated by the formulas [2]:

L 1 = Z m m 2 Δ ω ω 2 2 ω 0 2 ω 0 2 ω 1 2 , C 1 = 2 Δ ω Z m ω 0 2 m ω 0 2 ω 1 2 ω 2 2 ω 0 2 , C 2 = m Z m ω 0 ω 0 2 ω 1 2 ω 2 2 ω 0 2 , C 3 = 1 Z m ω 0 m ω 0 2 ω 1 2 ω 2 2 ω 0 2 , m 1 = C 2 C 3 = ω 2 2 ω x 2 ω 1 2 ω x 2 , Δ ω = ω 2 ω 1 , ω 0 = ω 1 ω 2 , Z m = 1 ω 0 C 2 C 3 ω 0 2 ω 1 2 ω 2 2 ω 0 2 , ω 1 2 = 1 L 1 C 1 , ω 2 2 = C 1 + C 3 L 1 C 1 C 3 . ( 1 )

Figure 00000001
L one = Z m m 2 Δ ω ω 2 2 - ω 0 2 ω 0 2 - ω one 2 , C one = 2 Δ ω Z m ω 0 2 m ω 0 2 - ω one 2 ω 2 2 - ω 0 2 , C 2 = m Z m ω 0 ω 0 2 - ω one 2 ω 2 2 - ω 0 2 , C 3 = one Z m ω 0 m ω 0 2 - ω one 2 ω 2 2 - ω 0 2 , m one = C 2 C 3 = ω 2 2 - ω x 2 ω one 2 - ω x 2 , Δ ω = ω 2 - ω one , ω 0 = ω one ω 2 , Z m = one ω 0 C 2 C 3 ω 0 2 - ω one 2 ω 2 2 - ω 0 2 , ω one 2 = one L one C one , ω 2 2 = C one + C 3 L one C one C 3 . ( one )
Figure 00000001

Здесь Zm - номинальное характеристическое сопротивление;Here Z m is the nominal characteristic resistance;

ω0 - средняя частота фильтра;ω 0 is the average filter frequency;

Δω - ширина полосы пропускания.Δω is the bandwidth.

Величина m, характеризующая положение частоты бесконечного затухания ωx, может быть больше единицы при 0<ωx1, или же m<1 при ω2x<∞. Из (1) следует, что С23·m2, поэтому в первом случае С23, во втором С23. В первом случае С3 выносим за пределы мостовой цепи и получаем схему, приведенную на фиг.3, в которой как последовательная ветвь вынесена емкость ΔС=С23. В этом случае емкость С1 может быть представлена последовательным соединением емкости ΔС и C 0 = C 1 Δ C 2 Δ C C 1

Figure 00000002
. Емкость С0 будет положительной, если С123. Чтобы С1 была меньше чем С23 необходимо выполнить следующее условие:The value m characterizing the position of the frequency of infinite damping ω x may be greater than unity for 0 <ω x1 , or m <1 for ω 2x <∞. From (1) it follows that C 2 = C 3 · m 2 , therefore, in the first case C 2 > C 3 , in the second C 2 <C 3 . In the first case, we take C 3 out of the bridge circuit and get the circuit shown in FIG. 3, in which the capacitance ΔC = C 2 -C 3 is taken out as a sequential branch. In this case, the capacitance C 1 can be represented by a series connection of the capacitance ΔC and C 0 = C one Δ C 2 Δ C - C one
Figure 00000002
. The capacity C 0 will be positive if C 1 <C 2 -C 3 . In order for C 1 to be less than C 2 -C 3 , the following condition must be fulfilled:

m2>1+2γ, где γ = Δ ω ω 0

Figure 00000003
,m 2 > 1 + 2γ, where γ = Δ ω ω 0
Figure 00000003
,

которое следует из соотношений (1). Это означает, что данная схема реализуется не при всех значениях m. Для фильтров с относительными полосами пропускания более, например, 20% величина m должна быть более 1,1. Это ограничение не является критичным для фильтров с относительной полосой пропускания менее 20%.which follows from relations (1). This means that this scheme is not implemented for all values of m. For filters with relative passbands greater than, for example, 20%, m must be greater than 1.1. This limitation is not critical for filters with a relative passband of less than 20%.

Во втором случае, когда m<1 и С23, выносим емкость С2 за пределы моста и приходим к схеме, приведенной на фиг.4.In the second case, when m <1 and C 2 <C 3 , we take out the capacitance C 2 outside the bridge and come to the scheme shown in Fig. 4.

Включая каскадно схемы, приведенные на фиг.3 и фиг.4, получим схему предлагаемого устройства. Отметим, что оба звена имеют одинаковые характеристические сопротивления и их характеристические затухания суммируются. Первое звено обеспечивает реализацию полюса затухания ниже средней частоты, второе - выше средней частоты фильтра.Including cascading circuits shown in figure 3 and figure 4, we obtain a diagram of the proposed device. Note that both links have the same characteristic impedances and their characteristic attenuation are summed. The first link provides the implementation of the attenuation pole below the average frequency, the second - above the average filter frequency.

Предлагаемая схема полосового фильтра имеет минимально-возможное число индуктивных элементов и позволяет реализовать два полюса затухания на конечных частотах и, следовательно, обеспечивает лучшую прямоугольность характеристики затухания.The proposed bandpass filter circuit has the smallest possible number of inductive elements and allows two poles of attenuation to be realized at finite frequencies and, therefore, provides a better rectangularity of the attenuation characteristics.

На фиг.5 приведена АЧХ фильтра, схема которого соответствует предложенному варианту, на частоту 15 МГц, с полосой пропускания 370 кГц. При использовании катушек индуктивности с дробностью 200 вносимое затухание в полосе пропускания равно 2,5 дБ. Коэффициент прямоугольности по уровням 20 дБ/3 дБ равен 3,5.Figure 5 shows the frequency response of the filter, the circuit of which corresponds to the proposed option, at a frequency of 15 MHz, with a passband of 370 kHz. When using inductors with a fraction of 200, the insertion loss in the passband is 2.5 dB. The coefficient of squareness at the levels of 20 dB / 3 dB is equal to 3.5.

Источники информацииInformation sources

1. Черне Х.И. Индуктивные связи и трансформации в электрических фильтрах. М.: Связьиздат, 1962, 318 стр.1. Cerne H.I. Inductive coupling and transformations in electric filters. M .: Svyazizdat, 1962, 318 pp.

2. Великий Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пьезоэлектрические фильтры. М.: Связь, 1966, 396 стр.2. The Great Ya.I., Helmont Z.Ya., Zelyakh E.V. Piezoelectric filters. M .: Communication, 1966, 396 pp.

Claims (1)

Полосовой LC-фильтр, содержащий первый и второй конденсаторы, первый вывод 1-го конденсатора соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, второй его вывод соединен с первым выводом второго конденсатора и первой катушкой индуктивности, второй вывод которой через третий конденсатор соединен с общей шиной, а второй вывод второго конденсатора соединен с первым выводом второй катушки индуктивности, отличающийся тем, что в схему дополнительно введены четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой конденсаторы, при этом четвертый конденсатор подключен к входной потенциальной клемме фильтра, второй его вывод соединен с общей шиной, пятый конденсатор подключен к первому выводу второй катушки индуктивности, ко второму выводу которой подключен шестой конденсатор, второй вывод которого соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, а также с седьмым и восьмым конденсаторами, вторые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод восьмого конденсатора соединен с первым выводом второй катушки индуктивности. A band-pass LC filter containing the first and second capacitors, the first output of the 1st capacitor is connected to the input potential terminal of the filter, its second output is connected to the first output of the second capacitor and the first inductor, the second output of which is connected to the common bus through the third capacitor, and the second terminal of the second capacitor is connected to the first terminal of the second inductor, characterized in that the fourth, fifth, sixth, seventh and eighth capacitors are additionally introduced into the circuit, while the fourth capacitor connected to the input potential terminal of the filter, its second output is connected to a common bus, the fifth capacitor is connected to the first output of the second inductor, the second output of which is connected to the sixth capacitor, the second output of which is connected to the output potential of the filter, as well as to the seventh and eighth capacitors , the second terminals of the fifth and seventh capacitors are connected to a common bus, the second terminal of the eighth capacitor is connected to the first terminal of the second inductor.
RU2012100498/08A 2012-01-10 2012-01-10 Highly selective second-order lc bandpass filter RU2501156C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100498/08A RU2501156C2 (en) 2012-01-10 2012-01-10 Highly selective second-order lc bandpass filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100498/08A RU2501156C2 (en) 2012-01-10 2012-01-10 Highly selective second-order lc bandpass filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012100498A RU2012100498A (en) 2013-07-20
RU2501156C2 true RU2501156C2 (en) 2013-12-10

Family

ID=48791510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012100498/08A RU2501156C2 (en) 2012-01-10 2012-01-10 Highly selective second-order lc bandpass filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2501156C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA26803U (en) * 2007-05-03 2007-10-10 Open Joint Stock Company Centr Electrode wire feeder
RU2396701C2 (en) * 2008-10-23 2010-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" Variable lc-band-pass filter
RU2402159C2 (en) * 2008-12-29 2010-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" Band-pass tunable self-consistent lc-filter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA26803U (en) * 2007-05-03 2007-10-10 Open Joint Stock Company Centr Electrode wire feeder
RU2396701C2 (en) * 2008-10-23 2010-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" Variable lc-band-pass filter
RU2402159C2 (en) * 2008-12-29 2010-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" Band-pass tunable self-consistent lc-filter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012100498A (en) 2013-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2453985C1 (en) Highly selective band-pass tuneable lc filter
CN105827214A (en) Filter apparatus
RU2516707C1 (en) Tunable band-pass lc-filter
CN102035490A (en) Common mode filter
CN104506158B (en) A kind of analog bandpass filter
RU2372711C1 (en) Bandpass high-selectivity lc-filter
CN210093186U (en) Dual complementary duplex filter
RU2501156C2 (en) Highly selective second-order lc bandpass filter
RU133668U1 (en) BAND ACTIVE FILTER
CN107645285A (en) A kind of combined low pass filter
RU2429560C1 (en) Band-pass piezoelectric filter
RU2396704C1 (en) Multi-channel filtration unit
RU2466494C1 (en) Narrow-band tunable lc-filter
CN204362009U (en) A kind of analog bandpass filtering device
RU2536392C2 (en) Narrow-band lc-filter
RU224418U1 (en) LC bandpass filter with improved stopband attenuation
RU219579U1 (en) Highly selective LC bandpass filter
RU2236081C2 (en) High-selectivity piezoelectric band filter
RU221243U1 (en) LC bandpass filter with improved selectivity
RU2519492C2 (en) Highly selective narrow-band lc-filter
RU2517323C1 (en) Tunable band-pass arc-filter
RU222013U1 (en) LC bandpass filter with improved selectivity
RU222418U1 (en) LC bandpass filter with improved selectivity
RU2333595C2 (en) Broad band piezoelectric filter
RU2714109C1 (en) Active electrical filter for two pass bands

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150111