RU2560785C2 - Dual-split piezoelectric filter - Google Patents
Dual-split piezoelectric filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560785C2 RU2560785C2 RU2013156735/08A RU2013156735A RU2560785C2 RU 2560785 C2 RU2560785 C2 RU 2560785C2 RU 2013156735/08 A RU2013156735/08 A RU 2013156735/08A RU 2013156735 A RU2013156735 A RU 2013156735A RU 2560785 C2 RU2560785 C2 RU 2560785C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- piezoelectric resonator
- output
- piezoresonator
- terminal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано для частотной селекции сигналов в профессиональных радиоприемных устройствах.The proposed device relates to electronics and can be used for frequency selection of signals in professional radio receivers.
Известен полосовой пьезоэлектрический фильтр [1], содержащий несколько последовательно включенных пьезорезонаторов, к выводам которых подключены конденсаторы, вторые выводы которых соединены с общей шиной. Такая схема образует полосовой фильтр, который широко используется в технике связи, так как прост в изготовлении, имеет малую чувствительность к отклонению величины элементов, обеспечивает высокую стабильность параметров в интервале рабочих температур и во времени. Этот фильтр выбран нами в качестве прототипа.Known band-pass piezoelectric filter [1], containing several series-connected piezoresonators, the terminals of which are connected capacitors, the second conclusions of which are connected to a common bus. Such a circuit forms a band-pass filter, which is widely used in communication technology, as it is easy to manufacture, has a low sensitivity to deviation of the element size, and provides high stability of parameters in the range of operating temperatures and in time. We selected this filter as a prototype.
Недостатком такого фильтра является то, что при необходимости реализовать фильтр для обработки сигналов частотной телеграфии, когда требуется обеспечить две полосы пропускания (одну для частоты «нажатия», другую для частоты «отжатия») необходимо использовать два полосовых фильтра, работающих параллельно. При этом ухудшается затухание в полосе задерживания, усложняются согласующие окончания, ухудшается коэффициент передачи.The disadvantage of this filter is that if necessary, implement a filter for processing frequency telegraphy signals, when it is necessary to provide two bandwidths (one for the frequency of "pressing", the other for the frequency of "squeezing") it is necessary to use two band-pass filters that work in parallel. At the same time, the attenuation in the delay band worsens, matching ends are complicated, and the transmission coefficient deteriorates.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей фильтра-прототипа, одновременное улучшение его согласования с нагрузочными сопротивлениями и обеспечение более симметричной амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), приводящей к увеличению коэффициента прямоугольности АЧХ.The objective of the invention is the expansion of the functionality of the filter prototype, the simultaneous improvement of its coordination with load resistances and the provision of a more symmetrical amplitude-frequency characteristic (AFC), leading to an increase in the squareness coefficient of the AFC.
Поставленная задача решается тем, что в фильтр, содержащий три последовательно соединенных пьезорезонатора, к первому выводу первого пьезорезонатора подключен первый конденсатор, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу первого пьезорезонатора подключены второй конденсатор и второй пьезорезонатор, второй вывод которого подключен к третьему конденсатору и третьему пьезорезонатору, второй вывод третьего пьезорезонатора соединен с четвертым конденсатором, второй вывод которого соединен с общей шиной, дополнительно введены три катушки индуктивности, первая катушка индуктивности подключена к первому выводу первого пьезорезонатора, второй ее вывод соединен с входной потенциальной клеммой фильтра, вторая катушка индуктивности подключена ко второму выводу третьего пьезорезонатора, второй вывод этой катушки индуктивности соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, третья катушка индуктивности подключена ко вторым выводам второго и третьего конденсаторов, второй вывод третьей катушки индуктивности соединен с общей шиной, кроме того, параллельно первому пьезорезонатору подключена цепь, состоящая из последовательно включенных четвертого пьезорезонатора и пятого конденсатора, параллельно второму пьезорезонатору включена цепь, состоящая из последовательно соединенных пятого пьезорезонатора и шестого конденсатора, параллельно третьему пьезорезонатору подключена цепь, состоящая из последовательно включенных шестого пьезорезонатора и седьмого конденсатора.The problem is solved in that in the filter containing three series-connected piezoelectric resonators, the first capacitor is connected to the first output of the first piezoelectric resonator, the second output of which is connected to a common bus, the second capacitor and the second piezoelectric resonator are connected to the second output of the first piezoelectric resonator, the second output of which is connected to the third the capacitor and the third piezoresonator, the second terminal of the third piezoresonator is connected to the fourth capacitor, the second terminal of which is connected to the common bus, additional Three inductors have been introduced, the first inductor is connected to the first terminal of the first piezoresonator, its second terminal is connected to the input potential terminal of the filter, the second inductor is connected to the second terminal of the third piezoresonator, the second terminal of this inductor is connected to the output potential terminal of the filter, third coil the inductance is connected to the second terminals of the second and third capacitors, the second terminal of the third inductor is connected to a common bus, in addition, llelno first piezo resonator connected circuit consisting of a serially connected fourth and fifth capacitor piezo resonator, a second parallel circuit included piezo resonator consisting of the series-connected fifth and sixth capacitor piezo resonator, a third parallel connected piezo resonator circuit, consisting of series-connected piezo resonator of the sixth and seventh capacitor.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройство дополнительно введены три катушки индуктивности, первая катушка индуктивности подключена к первому выводу первого пьезорезонатора, второй ее вывод соединен со входной потенциальной клеммой фильтра, вторая катушка индуктивности подключена ко второму выводу третьего пьезорезонатора, второй вывод этой катушки индуктивности соединен с выходной потенциальной клеммой фильтра, третья катушка индуктивности подключена ко вторым выводам второго и третьего конденсаторов, второй вывод третьей катушки индуктивности соединен с общей шиной, кроме того, параллельно первому пьезорезонатору подключена цепь, состоящая из последовательно включенных четвертого пьезорезонатора и пятого конденсатора, параллельно второму пьезорезонатору включена цепь, состоящая из последовательно соединенных пятого пьезорезонатора и шестого конденсатора, параллельно третьему пьезорезонатору подключена цепь, состоящая из последовательно включенных шестого пьезорезонатора и седьмого конденсатора.Comparative analysis shows that the claimed technical solution differs from the prototype in that three inductors are additionally introduced into the device, the first inductor is connected to the first output of the first piezoresonator, its second output is connected to the input potential terminal of the filter, the second inductor is connected to the second output of the third piezoresonator, the second terminal of this inductor is connected to the output potential terminal of the filter, the third inductor is connected to to the other terminals of the second and third capacitors, the second terminal of the third inductor is connected to a common bus; in addition, a circuit consisting of a fourth piezoresonator and a fifth capacitor is connected in parallel to the first piezoresonator; a circuit consisting of a fifth piezoresonator and a sixth is connected in parallel to the second piezoresonator capacitor, parallel to the third piezoresonator is connected a circuit consisting of a sixth piezoresonator and a series of serially connected a capacitor.
При сравнении заявленного устройства не только с прототипом, но и с другими известными в науке и технике техническими решениями, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.When comparing the claimed device not only with the prototype, but also with other technical solutions known in science and technology, no solutions were found that have similar characteristics.
На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из трех пьезорезонаторов 1, 2 и 3, при этом к первому выводу первого пьезорезонатора 1 подключен первый конденсатор 4, второй вывод которого соединен с общей шиной, ко второму выводу второго пьезорезонатора 2 подключены второй конденсатор 5 и второй пьезорезонатор 2, ко второму выводу которого подключены третий конденсатор 6 и третий пьезорезонатор 3, второй вывод которого соединен с четвертым конденсатором 7, второй вывод которого соединен с общей шиной. Кроме того, фильтр содержит первую катушку индуктивности 8, первый вывод которой подключен к первому выводу первого пьезорезонатора 1, а второй вывод соединен с входной потенциальной клеммой фильтра; вторую катушку индуктивности 9, соединяющую второй вывод третьего пьезорезонатора и выходную потенциальную клемму фильтра, третью катушку индуктивности 10, первый вывод которой соединен со вторыми выводами конденсаторов 5 и 6, второй вывод этой катушки индуктивности соединен с общей шиной.Figure 1 shows the electrical diagram of the proposed device. The device consists of three
Фильтр содержит также первую цепь, состоящую из последовательно соединенных четвертого пьезорезонатора 11 и пятого конденсатора 12, которая подключена параллельно первому пьезорезонатору 1. Вторая цепь, состоящая из последовательно включенных пятого пьезорезонатора 13 и шестого конденсатора 14, подключена параллельно второму пьезорезонатору 2. Третья цепь, состоящая из шестого пьезорезонатора 15 и седьмого конденсатора 16, подключается параллельно третьему пьезорезонатору 3.The filter also contains a first circuit, consisting of a fourth piezoresonator 11 and a fifth capacitor 12 connected in series, which is connected in parallel with the first piezoresonator 1. A second circuit, consisting of a fifth piezoresonator 13 and a sixth capacitor 14, connected in series, is connected in parallel with the second piezoresonator 2. Third circuit, consisting of from the sixth piezoresonator 15 and the seventh capacitor 16, is connected in parallel with the
Устройство работает следующим образом. Схема, приведенная на фиг.1, может быть представлена в виде трех каскадно включенных звеньев. Первое звено состоит из пьезорезонаторов 1, 11 и конденсаторов 4, 12 с подключенной на выходе емкостной составляющей входного сопротивления второго звена. Второе звено образовано пьезорезонаторами 2, 13, конденсаторами 5, 6 и катушкой индуктивности 10. Третье звено образовано пьезорезонаторами 3, 5, конденсаторами 7, 16 и подключенной на входе этого звена емкостной составляющей, определяемой выходным сопротивлением второго звена.The device operates as follows. The circuit shown in figure 1, can be represented in the form of three cascade links included. The first link consists of piezoresonators 1, 11 and
При одинаковых значениях емкостей конденсаторов 5 и 6 второе звено представляет собой симметричную схему, которая в соответствии с теорией Бартлетта [2] может быть представлена в виде симметричной мостовой, содержащей в каждой паре ее ветвей реактивные двухполюсники Za и Zb соответственно. Частотные зависимости сопротивлений двухполюсников Za, Zb приведены на фиг.2. На частотах ω1÷ω2 будет иметь место первая полоса пропускания, на частотах ω3÷ω4 - вторая полоса пропускания, на частотах ω5÷∞ - третья побочная полоса пропускания. Резонансная частота ω5 определяется емкостью конденсатора 5 и индуктивностью катушки 10, которая выбирается так, чтобы ω5 была в несколько раз больше частоты ω4. Полоса пропускания ω1÷ω2 образована пьезорезонатором 2, полоса пропускания ω3÷ω4, формируемая пьезорезонатором 13, получается (при одинаковых емкостных коэффициентах пьезорезонаторов 2 и 13) шире полосы пропускания ω1÷ω2. Подключение конденсатора 14 к пьезорезонатору 13 уменьшает его частотный промежуток и позволяет полосы частот ω1÷ω2 и ω3÷ω4 сделать равными. Кроме того, такая схема позволяет получить полюс затухания ниже частоты ω1 и обеспечить увеличение затухания фильтра на частотах от ω=0 до ω=ω1.For identical capacitance values of capacitors 5 and 6, the second link is a symmetrical circuit, which, in accordance with Bartlett’s theory [2], can be represented as a symmetrical bridge containing reactive bipolar Z a and Z b in each pair of its branches, respectively. Frequency dependences of the resistances of two-terminal Z a , Z b shown in figure 2. At frequencies ω 1 ÷ ω 2 there will be a first passband, at frequencies ω 3 ÷ ω 4 - a second passband, at frequencies ω 5 ÷ ∞ - a third secondary passband. The resonant frequency ω 5 is determined by the capacitance of the capacitor 5 and the inductance of the coil 10, which is selected so that ω 5 is several times greater than the frequency ω 4 . The passband ω 1 ÷ ω 2 is formed by piezoresonator 2, the passband ω 3 ÷ ω 4 formed by piezoresonator 13 is obtained (for identical capacitive coefficients of piezoresonators 2 and 13) wider than pass band ω 1 ÷ ω 2 . Connecting the capacitor 14 to the piezoelectric resonator 13 reduces its frequency span and allows the frequency bands ω 1 ÷ ω 2 and ω 3 ÷ ω 4 to be made equal. In addition, this scheme allows you to get the attenuation pole below the frequency ω 1 and to provide an increase in the attenuation of the filter at frequencies from ω = 0 to ω = ω 1 .
Первое и третье звено по аналогии со вторым образуют двухполосные фильтры, но в отличие от второго их полюса затухания расположены выше частоты ω2 и они не имеют побочной полосы пропускания.The first and third links, by analogy with the second, form two-band filters, but unlike their second attenuation poles are located above the frequency ω 2 and they do not have a secondary passband.
Катушка индуктивности 8 совместно с частью емкости конденсатора 4 образует фильтр нижних частот, который используется для согласования фильтра с входным нагрузочным сопротивлением [3]. Для согласования фильтра на выходе введена катушка индуктивности 9.The inductor 8 together with part of the
Предложенная схема была использована при реализации фильтра ЧТ-500 на частоту 3,58 МГц. Экспериментальная АЧХ этого фильтра приведена на фиг.3. Фильтр обеспечивает затухание в полосах задерживания 70 дБ, вносимое затухание в полосе пропускания не более 2,5 дБ, ширина полосы пропускания по уровню 3 дБ каждого лепестка АЧХ составляет 145-150 Гц. Объем фильтра 2,0 см3.The proposed scheme was used to implement the CT-500 filter at a frequency of 3.58 MHz. The experimental frequency response of this filter is shown in Fig.3. The filter provides attenuation in the delay bands of 70 dB, the attenuation in the passband is not more than 2.5 dB, the bandwidth at the level of 3 dB of each lobe of the frequency response is 145-150 Hz. The filter volume is 2.0 cm 3 .
Таким образом, приведенная схема трехзвенного фильтра позволяет реализовать АЧХ, имеющую две полосы пропускания, имеющую полюс затухания на частотах, расположенных ниже частоты ω1, и как следствие этого улучшить коэффициент прямоугольности АЧХ.Thus, the presented three-link filter circuit makes it possible to realize an AFC having two pass bands, a damping pole at frequencies below the frequency ω 1 , and as a result, to improve the squareness coefficient of the AFC.
При этом побочная полоса пропускания второго звена подавляется в достаточной степени первым и третьим звеньями.In this case, the secondary passband of the second link is sufficiently suppressed by the first and third links.
Конденсаторы 12, 14 и 16 дают возможность регулировать ширину полосы пропускания одного из лепестков АЧХ, катушки индуктивности 8 и 9 обеспечивают согласование с нагрузочными эквивалентами на входе и выходе.Capacitors 12, 14 and 16 make it possible to adjust the bandwidth of one of the petals of the frequency response, inductors 8 and 9 provide matching with load equivalents at the input and output.
Источники информацииInformation sources
1. Велики Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пьезоэлектрические фильтры. Связь. М., 1966, стр.177.1. Veliki Ya.I., Helmont Z.Ya., Zelyakh E.V. Piezoelectric filters. Communication M., 1966, p. 177.
2. Гиллемин Е.А. Синтез пассивных цепей. Связь. М., 1970, стр.170-174.2. Gillemin E.A. Synthesis of passive circuits. Communication M., 1970, pp. 170-174.
3. Ясинский И.М., Яковлев А.Н. Вопросы согласования пьезоэлектрических фильтров на заданные нагрузки. Техника радиосвязи. Вып.13, 2008, стр.131-139.3. Yasinsky IM, Yakovlev A.N. Matters of matching piezoelectric filters for given loads. Radio engineering. Issue 13, 2008, pp. 131-139.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156735/08A RU2560785C2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Dual-split piezoelectric filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156735/08A RU2560785C2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Dual-split piezoelectric filter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013156735A RU2013156735A (en) | 2015-06-27 |
RU2560785C2 true RU2560785C2 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53497158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156735/08A RU2560785C2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Dual-split piezoelectric filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2560785C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714109C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-11 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Active electrical filter for two pass bands |
RU2793609C1 (en) * | 2022-11-18 | 2023-04-04 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | 2-band lc filter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3505617A (en) * | 1968-02-12 | 1970-04-07 | Us Navy | Ripple reduction in a half-lattice crystal filter using three paralleled crystals resonant at lower,center and upper edge of pass-band |
RU2199817C1 (en) * | 2001-05-30 | 2003-02-27 | Государственное унитарное предприятие - Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Piezoelectric filter |
RU106469U1 (en) * | 2011-02-07 | 2011-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП") | PIEZO ELECTRIC FILTER |
RU2429560C1 (en) * | 2010-06-16 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП) | Band-pass piezoelectric filter |
-
2013
- 2013-12-19 RU RU2013156735/08A patent/RU2560785C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3505617A (en) * | 1968-02-12 | 1970-04-07 | Us Navy | Ripple reduction in a half-lattice crystal filter using three paralleled crystals resonant at lower,center and upper edge of pass-band |
RU2199817C1 (en) * | 2001-05-30 | 2003-02-27 | Государственное унитарное предприятие - Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Piezoelectric filter |
RU2429560C1 (en) * | 2010-06-16 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (ФГУП ОНИИП) | Band-pass piezoelectric filter |
RU106469U1 (en) * | 2011-02-07 | 2011-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ФГУП "ОНИИП") | PIEZO ELECTRIC FILTER |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714109C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-11 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Active electrical filter for two pass bands |
RU2793609C1 (en) * | 2022-11-18 | 2023-04-04 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | 2-band lc filter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013156735A (en) | 2015-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7468642B2 (en) | Multi band pass filters | |
RU2453985C1 (en) | Highly selective band-pass tuneable lc filter | |
US9166564B2 (en) | Wideband analog bandpass filter | |
RU2459349C2 (en) | Tunable lc band-pass filter | |
RU2380825C2 (en) | Tunable band filter | |
RU2396702C1 (en) | Band-pass lc-filter with controlled transmission bandwidth | |
RU170069U1 (en) | TUNABLE RECTIFIED FILTER | |
RU2658263C2 (en) | Active band-pass filter | |
RU2402159C2 (en) | Band-pass tunable self-consistent lc-filter | |
RU2372711C1 (en) | Bandpass high-selectivity lc-filter | |
RU2560785C2 (en) | Dual-split piezoelectric filter | |
RU2657165C1 (en) | Low-pass active filter | |
RU2466494C1 (en) | Narrow-band tunable lc-filter | |
RU133668U1 (en) | BAND ACTIVE FILTER | |
US9124251B2 (en) | Two stage source-follower based filter | |
RU2444121C1 (en) | Strip discretely tuned lc-filter | |
RU2429560C1 (en) | Band-pass piezoelectric filter | |
RU156095U1 (en) | BAND ROTARY FILTER | |
RU2469468C1 (en) | Band-pass lc-filter with rejection of concentrated interference in service frequency band | |
RU2520422C1 (en) | Rejection lc-filter | |
RU171584U1 (en) | Tunable notch filter | |
RU2699584C1 (en) | Active electric frequency-selective device | |
RU2495523C2 (en) | Tunable rejection lc filter | |
RU168664U1 (en) | BANDFILTER LC FILTER SUPPRESSED WITH FOCUSED INTERFERENCE IN THE FREQUENCY WORKBAND | |
RU2236081C2 (en) | High-selectivity piezoelectric band filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191220 |