RU2610835C2

RU2610835C2 - Input device of single-channel multiband radio receiver

Info

Publication number: RU2610835C2
Application number: RU2015127858A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Яковлев; Дмитрий Селиверстович Рябоконь; Игорь Михайлович Ясинский; Александр Иванович Тюменцев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-02-16
Also published as: RU2015127858A

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.

SUBSTANCE: invention relates to radio communication and can be used in radio receivers of the very long waves (VLW) range. Input device of a single-channel multiband radio receiver includes series-connected: an antenna input, a low-pass filter, an input switching device, a frequency-selective system containing M channels, an output switching device, a radio frequency amplifier, a controlled attenuator and an analogue-to-digital converter, herewith the attenuator input is connected to the output of the radio frequency amplifier, and the output is connected to the input of the analogue-to-digital converter, the output of which is connected to the input device output, and the control output is connected to the attenuator control input. In the frequency-selective device each channel comprises a common bus and series-connected: an input potential terminal, a subband band-pass filter, the second controlled attenuator, the second radio frequency amplifier, a tunable band-pass filter and an output potential terminal. Subband and the tunable band-pass filters are made using a generalized converter of resistances, herewith the tunable band-pass filter is configured as a band-pass filter of the fourth class by extinction.

EFFECT: higher selectivity of the radio channel.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиоприемных устройствах диапазона СДВ.The invention relates to radio communications and can be used in radio receivers of the ADD range.

Известно входное устройство многодиапазонного однотрактового радиоприемника, описание которого приведено в книге Березовский В.А. и др., Современная декаметровая связь. С. 147, рис. 2.22. [1].The input device of a multi-band single-channel radio receiver is known, the description of which is given in the book V. A. Berezovsky et al., Modern decameter communication. S. 147, fig. 2.22. [one].

Известное входное устройство однотрактового многодиапазонного радиоприемника содержит соединенные последовательно антенный вход, фильтр нижних частот, входное коммутационное устройство, частотно-селективную систему, содержащую М каналов, выходное коммутационное устройство, усилитель радиочастоты.A known input device of a single-channel multi-band radio receiver comprises an antenna input connected in series, a low-pass filter, an input switching device, a frequency-selective system containing M channels, an output switching device, a radio frequency amplifier.

Известное устройство имее ограниченную избирательность.The known device has limited selectivity.

Данное устройство выбрано нами в качестве прототипа.This device is selected by us as a prototype.

Задача изобретения - расширение арсенала средств в области радиоприемных устройствThe objective of the invention is the expansion of the arsenal of tools in the field of radio receivers

Технический результат - увеличение избирательности радиоприемного тракта. Технический результат достигается тем, что во входном устройстве однотрактового многодиапазонного радиоприемника, содержащем соединенные последовательно антенный вход, фильтр нижних частот, входное коммутационное устройство, частотно-селективную систему, содержащую М каналов, выходное коммутационное устройство, усилитель радиочастоты, согласно изобретению в частотно-селективном устройстве каждый канал содержит общую шину и соединенные последовательно входную потенциальную клемму, поддиапазонный полосовой фильтр, управляемый аттенюатор, второй усилитель радиочастоты, перестраиваемый полосовой фильтр и выходную потенциальную клемму, при этом у входного коммутатора вход соединен с выходом фильтра нижних частот, а каждый выход - с входной клеммой соответствующего канала, у выходного коммутатора вход соединен с входом выходного усилителя радиочастоты, а каждый выход - с выходной потенциальной клеммой соответствующего канала,The technical result is an increase in the selectivity of the radio receiving path. The technical result is achieved by the fact that in the input device of a single-channel multi-band radio receiver containing an antenna input connected in series, a low-pass filter, an input switching device, a frequency-selective system containing M channels, an output switching device, a radio frequency amplifier according to the invention in a frequency-selective device each channel contains a common bus and a potential input terminal connected in series, a sub-bandpass filter, controlled by an eniator, a second radio frequency amplifier, a tunable band-pass filter and an output potential terminal, while at the input switch the input is connected to the output of the low-pass filter, and each output is connected to the input terminal of the corresponding channel, at the output switch, the input is connected to the input of the output radio frequency amplifier, and each output - with the output potential terminal of the corresponding channel,

поддиапазонный полосовой фильтр содержит общую шину, входную и выходную потенциальную клеммы, первый конденсатор, у которого первый вывод соединен с входной потенциальной клеммой, а второй вывод соединен с первым выводом второго конденсатора, первым выводом первого индуктивного элемента и первым выводом третьего конденсатора, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первыми выводами четвертого и пятого конденсаторов, а также с первым выводом второго индуктивного элемента, второй вывод четвертого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод пятого конденсатора соединен с выходной потенциальной клеммой, при этом первый и второй индуктивные элементы выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит первый резистор, первый вывод которого является входом конвертора и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и первым выводом второго резистора, у которого второй вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а также с первым выводом третьего резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым выводом шестого конденсатора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и является выходом обобщенного конвертора, вход первого обобщенного конвертора подключен к первому выводу второго конденсатора, вход второго обобщенного конвертора подключен в первому выводу четвертого конденсатора, выход первого конвертора соединен с первым выводом четвертого резистора, выход второго конвертора соединен с первым выводом пятого резистора, вторые выводы четвертого и пятого резисторов соединены с общей шиной,the sub-bandpass filter contains a common bus, input and output potential terminals, a first capacitor, in which the first terminal is connected to the input potential terminal, and the second terminal is connected to the first terminal of the second capacitor, the first terminal of the first inductive element and the first terminal of the third capacitor, the second terminal of the second the capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the third capacitor is connected to the first terminals of the fourth and fifth capacitors, as well as to the first terminal of the second inductive element , the second terminal of the fourth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the fifth capacitor is connected to the output potential terminal, while the first and second inductive elements are made according to identical circuits of the generalized resistance converter, each of which contains a first resistor, the first terminal of which is the input of the converter and connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of the first resistor is connected to the output of the second operational amplifier and the first output of the second resistor, Secondly, the second output is connected to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, as well as to the first output of the third resistor, in which the second output is connected to the output of the first operational amplifier and the first output of the sixth capacitor, the second output of which is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and is the output generalized converter, the input of the first generalized converter is connected to the first output of the second capacitor, the input of the second generalized converter is connected to the first output at the fourth capacitor, the output of the first converter is connected to the first terminal of the fourth resistor, the output of the second converter is connected to the first terminal of the fifth resistor, the second terminals of the fourth and fifth resistors are connected to a common bus,

перестраиваемый полосовой фильтр содержит общую шину, входную и выходную потенциальные клеммы, седьмой конденсатор, подключенный первым выводом к входной потенциальной клемме, ко второму выводу седьмого конденсатора подключены третий индуктивный элемент, а также восьмой и девятый конденсаторы, ко второму выводу девятого конденсатора подключены четвертый индуктивный элемент, а также десятый и одинадцатый конденсаторы, ко второму выводу одинадцатого конденсатора подключены пятый индуктивный элемент, а также двенадцатый и тринадцатый конденсаторы, ко второму выводу тринадцатого конденсатора подключены шестой индуктивный элемент, а также четырнадцатый и пятнадцатый конденсаторы, вторые выводы восьмого, десятого, двенадцатого и четырнадцатого конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод пятнадцатого конденсатора подключен к выходной потенциальной клемме канала, при этом все четыре индуктивных элемента выполнены по идентичной схеме обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит шестой резистор, подключенный к входу обобщенного конвертора и неинвертирующему входу третьего операционного усилителя, второй вывод шестого резистора соединен с выходом четвертого операционного усилителя и седьмым резистором, второй вывод которого соединен с инвертирующими входами третьего и четвертого операционных усилителей и восьмым резистором, второй вывод которого соединен с выходом третьего операционного усилителя и шестнадцатым конденсатором, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом четвертого операционного усилителя и выходом обобщенного конвертора при этом вход третьего обобщенного конвертора подключен ко второму выводу седьмого конденсатора, вход четвертого обобщенного конвертора подключен ко второму выводу девятого конденсатора, вход пятого обобщенного конвертора подключен ко второму выводу одиннадцатого конденсатора, вход шестого обобщенного конвертора подключен ко второму выводу тринадцатого конденсатора, выходы всех четырех обобщенных конверторов объединены и подключены к электронному цифроуправляемому потенциометру, второй вывод которого соединен с общей шиной,the tunable bandpass filter contains a common bus, input and output potential terminals, a seventh capacitor connected to the second terminal of the seventh capacitor by the first output, the third inductive element and the eighth and ninth capacitors are connected to the second terminal, and the fourth inductive element is connected to the second terminal of the ninth capacitor as well as the tenth and eleventh capacitors, the fifth inductive element, as well as the twelfth and thirteenth are connected to the second output of the eleventh capacitor capacitors, the sixth inductive element is connected to the second terminal of the thirteenth capacitor, as well as the fourteenth and fifteenth capacitors, the second terminals of the eighth, tenth, twelfth and fourteenth capacitors are connected to a common bus, the second terminal of the fifteenth capacitor is connected to the potential output terminal of the channel, while all four inductive elements are made according to the identical scheme of the generalized resistance converter, each of which contains a sixth resistor connected to the input of the generalized converter and a non-inverting input of the third operational amplifier, the second terminal of the sixth resistor is connected to the output of the fourth operational amplifier and the seventh resistor, the second terminal of which is connected to the inverting inputs of the third and fourth operational amplifiers and the eighth resistor, the second terminal of which is connected to the output of the third operational amplifier and the sixteenth capacitor, the second output of which is connected to the non-inverting input of the fourth operational amplifier and the output of the generalized converter with the input the third generalized converter is connected to the second terminal of the seventh capacitor, the input of the fourth generalized converter is connected to the second terminal of the ninth capacitor, the input of the fifth generalized converter is connected to the second terminal of the eleventh capacitor, the input of the sixth generalized converter is connected to the second terminal of the thirteenth capacitor, the outputs of all four generalized converters are combined and connected to an electronic digital control potentiometer, the second output of which is connected to a common bus,

в устройство дополнительно введены второй управляемый аттенюатор и аналого-цифровой преобразователь, при этом вход дополнительного аттенюатора соединен с выходом усилителя радиочастоты, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, у которого выход соединен с выходом входного устройства, а управляющий выход соединен с входом управления аттенюатора.a second controlled attenuator and an analog-to-digital converter are additionally introduced into the device, while the input of the additional attenuator is connected to the output of the radio frequency amplifier, and the output is connected to the input of the analog-to-digital converter, in which the output is connected to the output of the input device and the control output is connected to the control input attenuator.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом входном устройстве однотрактового многодиапазонного радиоприемника, в отличие от прототипа,The essence of the invention lies in the fact that in the proposed input device single-channel multi-band radio, in contrast to the prototype,

в частотно-селективном устройстве каждый канал содержит общую шину и соединенные последовательно входную потенциальную клемму, поддиапазонный полосовой фильтр, второй управляемый аттенюатор, второй усилитель радиочастоты, перестраиваемый полосовой фильтр и выходную потенциальную клемму, при этом у входного коммутатора вход соединен с выходом фильтра нижних частот, а каждый выход с входной клеммой соответствующего канала, у выходного коммутатора вход соединен с входом выходного усилителя радиочастоты, а каждый выход - с выходной потенциальной клеммой соответствующего канала,in a frequency selective device, each channel contains a common bus and a potential input terminal, a subband bandpass filter, a second controlled attenuator, a second radio frequency amplifier, a tunable bandpass filter and an output potential terminal connected in series, while the input of the input switch is connected to the output of the low-pass filter, and each output with an input terminal of the corresponding channel, at the output switch, the input is connected to the input of the output radio frequency amplifier, and each output is connected to the output sweat the corresponding terminal of the corresponding channel,

поддиапазонный полосовой фильтр, содержит общую шину, входную и выходную потенциальную клеммы, первый конденсатор, у которого первый вывод соединен с входной потенциальной клеммой, а второй вывод соединен с первым выводом второго конденсатора, первым выводом первого индуктивного элемента и первым выводом третьего конденсатора, второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод третьего конденсатора соединен с первыми выводами четвертого и пятого конденсаторов, а также с первым выводом второго индуктивного элемента, второй вывод четвертого конденсатора соединен с общей шиной, второй вывод пятого конденсатора соединен с выходной потенциальной клеммой, при этом первый и второй индуктивные элементы выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит первый резистор, первый вывод которого является входом конвертора и подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и первым выводом второго резистора, у которого второй вывод соединен с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, а также с первым выводом третьего резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя и первым выводом шестого конденсатора, второй вывод которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и является выходом обобщенного конвертора, вход первого обобщенного конвертора подключен к первому выводу второго конденсатора, вход второго обобщенного конвертора подключен в первому выводу четвертого конденсатора, выход первого конвертора соединен с первым выводом четвертого резистора, выход второго конвертора соединен с первым выводом пятого резистора, вторые выводы четвертого и пятого резисторов соединены с общей шиной,sub-bandpass filter, contains a common bus, input and output potential terminals, the first capacitor, in which the first terminal is connected to the input potential terminal, and the second terminal is connected to the first terminal of the second capacitor, the first terminal of the first inductive element and the first terminal of the third capacitor, the second terminal the second capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the third capacitor is connected to the first terminals of the fourth and fifth capacitors, as well as to the first terminal of the second inductive element , the second terminal of the fourth capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the fifth capacitor is connected to the output potential terminal, while the first and second inductive elements are made according to identical circuits of the generalized resistance converter, each of which contains a first resistor, the first terminal of which is the input of the converter and connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of the first resistor is connected to the output of the second operational amplifier and the first output of the second resistor, whose second output is connected to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, as well as to the first output of the third resistor, whose second output is connected to the output of the first operational amplifier and the first output of the sixth capacitor, the second output of which is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and is the output generalized converter, the input of the first generalized converter is connected to the first output of the second capacitor, the input of the second generalized converter is connected to the first output the fourth capacitor, a first output converter coupled to the first terminal of the fourth resistor, the output of the second converter is connected to a first terminal of the fifth resistor, the second terminals of the fourth and fifth resistors connected to a common bus,

перестраиваемый полосовой фильтр содержит общую шину, входную и выходную потенциальные клеммы, седьмой конденсатор, подключенный первым выводом к входной потенциальной клемме, ко второму выводу седьмого конденсатора подключены третий индуктивный элемент, а также восьмой и девятый конденсаторы, ко второму выводу девятого конденсатора подключены четвертый индуктивный элемент, а также десятый и одиннадцатый конденсаторы, ко второму выводу одиннадцатого конденсатора подключены пятый индуктивный элемент, а также двенадцатый и тринадцатый конденсаторы, ко второму выводу тринадцатого конденсатора подключены шестой индуктивный элемент, а также четырнадцатый и пятнадцатый конденсаторы, вторые выводы восьмого, десятого, двенадцатого и четырнадцатого конденсаторов соединены с общей шиной, второй вывод пятнадцатого конденсатора подключен к выходной потенциальной клемме канала, при этом все четыре индуктивных элемента выполнены по идентичной схеме обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит шестой резистор, подключенный ко входу обобщенного конвертора и неинвертирующему входу третьего операционного усилителя, второй вывод шестого резистора соединен с выходом четвертого операционного усилителя и седьмым резистором, второй вывод которого соединен с инвертирующими входами третьего и четвертого операционных усилителей и восьмым резистором, второй вывод которого соединен с выходом третьего операционного усилителя и шестнадцатым конденсатором, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом четвертого операционного усилителя и выходом обобщенного конвертора, при этом вход третьего обобщенного конвертора подключен ко второму выводу седьмого конденсатора, вход четвертого обобщенного конвертора подключен ко второму выводу девятого конденсатора, вход пятого обобщенного конвертора подключен ко второму выводу одиннадцатого конденсатора, вход шестого обобщенного конвертора подключен ко второму выводу тринадцатого конденсатора, выходы всех четырех обобщенных конверторов объединены и подключены к электронному цифроуправляемому потенциометру, второй вывод которого соединен с общей шиной.the tunable bandpass filter contains a common bus, input and output potential terminals, a seventh capacitor connected to the second terminal of the seventh capacitor by the first output, the third inductive element and the eighth and ninth capacitors are connected to the second terminal, and the fourth inductive element is connected to the second terminal of the ninth capacitor , as well as the tenth and eleventh capacitors, the fifth inductive element, as well as the twelfth and thirteen, are connected to the second output of the eleventh capacitor the second capacitor, the sixth inductive element is connected to the second terminal of the thirteenth capacitor, as well as the fourteenth and fifteenth capacitors, the second terminals of the eighth, tenth, twelfth and fourteenth capacitors are connected to a common bus, the second terminal of the fifteenth capacitor is connected to the potential output terminal of the channel, while all four inductive elements are made according to the identical scheme of the generalized resistance converter, each of which contains a sixth resistor connected to the input of the generalized converter ora and the non-inverting input of the third operational amplifier, the second output of the sixth resistor is connected to the output of the fourth operational amplifier and the seventh resistor, the second output of which is connected to the inverting inputs of the third and fourth operational amplifiers and the eighth resistor, the second output of which is connected to the output of the third operational amplifier and the sixteenth capacitor , the second output of which is connected to the non-inverting input of the fourth operational amplifier and the output of the generalized converter, while in One of the third generalized converter is connected to the second terminal of the seventh capacitor, the input of the fourth generalized converter is connected to the second terminal of the ninth capacitor, the input of the fifth generalized converter is connected to the second terminal of the eleventh capacitor, the input of the sixth generalized converter is connected to the second terminal of the thirteenth capacitor, the outputs of all four generalized converters are combined and connected to an electronic digitally controlled potentiometer, the second output of which is connected to a common bus.

При сравнении заявляемого 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 inventive device not only with the prototype, but also with other technical solutions known in science and technology, solutions with similar features were not found.

На фиг. 1 приведена функциональная схема входного устройства многоканальной радиоприемной системы; на фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема поддиапазонного полосового фильтра 11: на фиг. 3 приведена эквивалентная электрическая схема поддиапазонного полосового фильтра: на фиг. 4 приведена принципиальная электрическая схема перестраиваемого полосового фильтра; на фиг. 5 приведена эквивалентная электрическая схема перестраиваемого полосового фильтра.In FIG. 1 shows a functional diagram of the input device of a multi-channel radio receiving system; in FIG. 2 is a circuit diagram of a sub-bandpass filter 11: FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a sub-bandpass filter: FIG. 4 shows a circuit diagram of a tunable band-pass filter; in FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of a tunable bandpass filter.

Предлагаемое входное устройство радиоприемника (см. фиг. 1) содержит последовательно соединенные антенный вход 1, фильтр нижних частот 2, входной коммутатор 3, частотно-селективную систему 4, выходной коммутатор 5, выходной усилитель радиочастоты 6, выходной управляемый аттенюатор 7, аналого-цифровой преобразователь 8 и выходную потенциальную клемму 9. У аттенюатора 7 управляющий вход соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя 8. Частотно-селективная система 4 содержит М радиоканалов 10, где М - число поддиапазонов. Каждый радиоканал содержит вход, соединенный с соответствующим выходом входного коммутатора 3 и с входом поддиапазонного полосового фильтра 11. Выход фильтра 11 соединен с входом поддиапазонного управляемого аттенюатора 12, выход которого соединен с входом уилителя радиочастоты 13. Выход усилителя 13 соединен с входом перестраиваемого полосового фильтра 14, выход которого является выходом радиоканала и соединен с соответствующим выходом выходного коммутатора 5. В коммутаторах 3 и 5 могут применяться электронные ключи на основе переключаемых p-i-n диодов.The proposed input device of the radio receiver (see Fig. 1) contains a series-connected antenna input 1, a low-pass filter 2, an input switch 3, a frequency-selective system 4, an output switch 5, an output radio frequency amplifier 6, an output controlled attenuator 7, analog-digital converter 8 and potential output terminal 9. At the attenuator 7, the control input is connected to the control output of the analog-to-digital converter 8. The frequency-selective system 4 contains M radio channels 10, where M is the number of subbands. Each radio channel contains an input connected to the corresponding output of the input switch 3 and to the input of the subband bandpass filter 11. The output of the filter 11 is connected to the input of the subband controlled attenuator 12, the output of which is connected to the input of the radio frequency amplifier 13. The output of the amplifier 13 is connected to the input of the tunable bandpass filter 14 , the output of which is the output of the radio channel and is connected to the corresponding output of the output switch 5. In switches 3 and 5, electronic keys based on switchable keys can be used p-i-n diodes.

На фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема поддиапазонного полосового фильтра 11. Поддиапазонный перестраиваемый полосовой фильтр 11 содержит общую шину 15 и входную потенциальную клемму 16, к которой подключен первый вывод конденсатора 17. Второй вывод конденсатора 17 соединен с первыми выводами конденсатора 18 и 19, а также с первым выводом первого индуктивного элемента 20. Второй вывод конденсатора 18 соединен с общей шиной, второй вывод конденсатора 19 соединен с первыми выводами конденсаторов 21 и 22, а также с первым выводом второго индуктивного элемента 23. Второй вывод конденсатора 21 соединен с общей шиной, второй вывод конденсатора 22 соединен с выходной потенциальной клеммой 24. Индуктивные элементы 20 и 23 выполнены по идентичным схемам обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит резистор 25, первый операционный усилитель 26, второй операционный усилитель 27, а также резисторы 28 и 29 и конденсатор 30. При этом резистор 25 подключен первым выводом к входу обобщенного конвертора и к неинвертирующему входу операционного усилителя 26. Второй вывод резистора 25 соединен с первым выводом резистора 28 и с выходом операционного усилителя 27. Второй вывод резистора 28 соединен с инвертирующими входами операционных усилителей 26 и 27 и с первым выводом резистора 29, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя 26 и с первым выводом конденсатора 30, у которого второй вывод соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 27 и выходом обобщенного конвертора. Выход конвертора 20 подключен к первому выводу резистора 31. Выход конвертора 23 подключен к первому выводу резистора 32. Вторые выводы резисторов 31 и 32 соединены с общей шиной. В предлагаемом поддиапазонном полосовом фильтре индуктивные элементы 20 и 23 выполнены в виде двух одинаковых обобщенных конверторов сопротивлений, каждый из которых нагружен на резистор.In FIG. 2 is a circuit diagram of a subband bandpass filter 11. The subband tunable bandpass filter 11 comprises a common bus 15 and an input potential terminal 16 to which a first output of the capacitor 17 is connected. A second output of the capacitor 17 is connected to the first outputs of the capacitor 18 and 19, as well as to the first the output of the first inductive element 20. The second output of the capacitor 18 is connected to a common bus, the second output of the capacitor 19 is connected to the first outputs of the capacitors 21 and 22, as well as to the first output of the second inductance an obvious element 23. The second terminal of the capacitor 21 is connected to a common bus, the second terminal of the capacitor 22 is connected to the output potential terminal 24. The inductive elements 20 and 23 are made according to identical circuits of the generalized resistance converter, each of which contains a resistor 25, a first operational amplifier 26, and a second an operational amplifier 27, as well as resistors 28 and 29 and a capacitor 30. In this case, the resistor 25 is connected by the first output to the input of the generalized converter and to the non-inverting input of the operational amplifier 26. The second output of the resistor 25 dinan with the first output of the resistor 28 and with the output of the operational amplifier 27. The second output of the resistor 28 is connected to the inverting inputs of the operational amplifiers 26 and 27 and with the first output of the resistor 29, the second output of which is connected to the output of the operational amplifier 26 and with the first output of the capacitor 30, which the second output is connected to a non-inverting input of the operational amplifier 27 and the output of the generalized Converter. The output of the converter 20 is connected to the first output of the resistor 31. The output of the converter 23 is connected to the first output of the resistor 32. The second outputs of the resistors 31 and 32 are connected to a common bus. In the proposed sub-bandpass filter, the inductive elements 20 and 23 are made in the form of two identical generalized resistance converters, each of which is loaded on a resistor.

На фиг. 3 приведена эквивалентная электрическая схема поддиапазонного полосового фильтра 11, в которой первый и второй конверторы заменены их эквивалентами - катушками индуктивности. Схема, приведенная на фиг. 3, представляет собой полосовой фильтр второго класса по затуханию и второго класса по характеристическому сопротивлению.In FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of a sub-bandpass filter 11, in which the first and second converters are replaced by their equivalents - inductors. The circuit shown in FIG. 3, is a bandpass filter of the second class in attenuation and the second class in characteristic impedance.

Перестраиваемый полосовой фильтр 14 (см. фиг. 4) содержит общую шину 33, входную 34 и выходную 35 потенциальные клеммы, конденсатор 36, подключенный первым выводом к входной потенциальной клемме 34, ко второму выводу конденсатора 36 подключены индуктивный элемент 37, а также конденсаторы 38 и 39, ко второму выводу конденсатора 39 подключены индуктивный элемент 40, а также конденсаторы 41 и 42, ко второму выводу конденсатора 42 подключены индуктивный элемент 43, а также конденсаторы 44 и 45, ко второму выводу конденсатора 45 подключены индуктивный элемент 46, а также конденсаторы 47 и 48, вторые выводы конденсаторов 38, 41, 44 и 47 соединены с общей шиной, второй вывод конденсатора 48 подключен к выходной потенциальной клемме фильтра 35. Индуктивные элементы 37, 40, 43 и 46 выполнены по идентичной схеме обобщенного конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит резистор 49, подключенный к входу обобщенного конвертора и неинвертирующему входу операционного усилителя 50, второй вывод резистора 49 соединен с выходом операционного усилителя 51 и вторым резистором 52, второй вывод которого соединен с инвертирующими входами операционных усилителей 50 и 51 и резистором 53, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя 50 и конденсатором 54, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 51 и выходом обобщенного конвертора при этом вход обобщенного конвертора 37 подключен ко второму выводу первого конденсатора 36, вход обобщенного конвертора 40 подключен ко второму выводу конденсатора 39, вход обобщенного конвертора 43 подключен ко второму выводу конденсатора 42, вход обобщенного конвертора 46 подключен ко второму выводу конденсатора 45, выходы обобщенных конверторов 37, 40, 43 и 46 объединены и подключены к электронному цифроуправляемому потенциометру 55, второй вывод которого соединен с общей шиной.The tunable band-pass filter 14 (see Fig. 4) contains a common bus 33, input 34 and output 35 potential terminals, a capacitor 36 connected by the first output to the input potential terminal 34, an inductive element 37 and capacitors 38 are connected to the second output of the capacitor 36 and 39, an inductive element 40 is connected to the second output of the capacitor 39, as well as capacitors 41 and 42, an inductive element 43 is connected to the second output of the capacitor 42, and capacitors 44 and 45 are connected to the second output of the capacitor 45, and that the same capacitors 47 and 48, the second terminals of the capacitors 38, 41, 44 and 47 are connected to a common bus, the second terminal of the capacitor 48 is connected to the output potential terminal of the filter 35. The inductive elements 37, 40, 43 and 46 are made according to the identical circuit of the generalized resistance converter, each of which contains a resistor 49 connected to the input of the generalized converter and the non-inverting input of the operational amplifier 50, the second output of the resistor 49 is connected to the output of the operational amplifier 51 and the second resistor 52, the second output of which is connected to the inverting and the inputs of operational amplifiers 50 and 51 and a resistor 53, the second output of which is connected to the output of the operational amplifier 50 and a capacitor 54, the second output of which is connected to a non-inverting input of the operational amplifier 51 and the output of the generalized converter, while the input of the generalized converter 37 is connected to the second terminal of the first capacitor 36, the input of the generalized converter 40 is connected to the second terminal of the capacitor 39, the input of the generalized converter 43 is connected to the second terminal of the capacitor 42, the input of the generalized converter 46 is connected to to the second output of the capacitor 45, the outputs of the generalized converters 37, 40, 43 and 46 are combined and connected to an electronic digital control potentiometer 55, the second output of which is connected to a common bus.

Перестраиваемый полосовой фильтр работает следующим образом.Tunable bandpass filter operates as follows.

На фиг. 5 приведена эквивалентная электрическая схема перестраиваемого полосового фильтра, которая содержит четыре одинаковых звена и представляет собой полосовой фильтр четвертого класса по затуханию.In FIG. Figure 5 shows the equivalent electrical circuit of a tunable band-pass filter, which contains four identical links and is a fourth-class band-pass filter for attenuation.

При одновременном и одинаковом изменении всех четырех входящих в схему индуктивных элементов средняя частота фильтра будет изменяться, а относительная ширина полосы пропускания будет постоянной [3], поскольку фильтр имеет четный класс по затуханию. Характеристическая фаза фильтра на средней частоте равна 2π радиан, входное сопротивление фильтра на средней частоте и частотах, близких к ней, не зависит от характеристического (которое изменяется при перестройки) и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) при смене частоты настройки изменяется незначительно [3].With the simultaneous and identical change of all four inductive elements included in the circuit, the average filter frequency will change, and the relative bandwidth will be constant [3], since the filter has an even attenuation class. The characteristic phase of the filter at the middle frequency is 2π radians, the input impedance of the filter at the middle frequency and frequencies close to it does not depend on the characteristic (which changes during tuning) and the amplitude-frequency characteristic (AFC) changes slightly when the tuning frequency is changed [3] .

В предлагаемом устройстве (фиг. 4) индуктивные элементы выполнены в виде четырех одинаковых обобщенных конверторах сопротивлений, нагруженных на электронный цифроуправляемый потенциометр.In the proposed device (Fig. 4), inductive elements are made in the form of four identical generalized resistance converters loaded on an electronic digitally controlled potentiometer.

Согласно [2] обобщенные конверторы, используемые в данном устройстве, имеют индуктивное входное сопротивление, величина которого пропорциональна сопротивлению потенциометра. Изменение сопротивления потенциометра приводит к изменению величины входных индуктивных сопротивлений конверторов и, следовательно, к перестройке фильтра по частоте.According to [2], the generalized converters used in this device have an inductive input resistance, the value of which is proportional to the resistance of the potentiometer. A change in the resistance of the potentiometer leads to a change in the value of the input inductive resistances of the converters and, consequently, to the tuning of the filter in frequency.

Следует отметить, что все конверторы нагружены на одно общее сопротивление электронного потенциометра, поэтому необходимо учесть взаимное влияние конверторов.It should be noted that all converters are loaded on one common resistance of the electronic potentiometer, so it is necessary to take into account the mutual influence of the converters.

Входное сопротивление конвертора 37, нагруженного на сопротивление R, согласно [2] может быть рассчитано по формуле:The input resistance of the Converter 37, loaded on the resistance R, according to [2] can be calculated by the formula:

где W₁ - входное сопротивление конвертора,where W ₁ is the input resistance of the converter,

C₅₄ - емкость десятого конденсатора 54,C ₅₄ - the capacity of the tenth capacitor 54,

R₄₉ - сопротивление первого резистора 49,R ₄₉ is the resistance of the first resistor 49,

ρ - комплексная частота.ρ is the complex frequency.

Здесь сопротивления резистора 52 и резисторов 53 выбраны равными, что позволяет получить большую величину добротности имитируемой конвертором индуктивности [2].Here, the resistances of the resistor 52 and resistors 53 are chosen equal, which allows to obtain a large value of the Q factor of the inductance simulated by the converter [2].

Со стороны фильтра к конвертору подключена емкость С₀, поэтому входная проводимость на входе конвертора будет определяться соотношением:On the filter side, a capacitor C _{0 is} connected to the converter, so the input conductivity at the input of the converter will be determined by the ratio:

Проводимость конвертора 40, подключенного к сопротивлению нагрузки конвертора 37 и нагруженного со стороны второго звена емкость С₀ (все звенья фильтра идентичны), может быть определена выражением [2]:The conductivity of the Converter 40, connected to the load resistance of the Converter 37 and loaded from the side of the second link capacity C ₀ (all filter links are identical) can be determined by the expression [2]:

Поскольку нагрузкой конвертора 37 является проводимость

, для входного сопротивления конвертора 37 из (2) и (3) получим:Since the load of the converter 37 is conductivity

, for the input resistance of the converter 37 from (2) and (3) we get:

Это означает, что подключение конвертора 40, нагруженного на входе на емкость С₀, привело к увеличению емкости на входе конвертора 37 в два раза. Индуктивная составляющая, определяемая вторым слагаемым, в последнем выражении не изменилась.This means that the connection of the converter 40, loaded at the input to the capacitance C ₀ , led to a twofold increase in the capacity at the input of the converter 37. The inductive component defined by the second term has not changed in the last expression.

Подключение конвертора 43 и конвертора 46 увеличит емкость С₀ на входе конвертора 37 в четыре раза.Connecting the converter 43 and the converter 46 will increase the capacitance C ₀ at the input of the converter 37 four times.

Следовательно, чтобы настроить фильтр на заданную рабочую частоту необходимо уменьшить нагрузочное сопротивление потенциометра в четыре раза, что компенсирует взаимное влияние конверторов, работающих на одну общую нагрузку.Therefore, in order to tune the filter to a given operating frequency, it is necessary to reduce the load resistance of the potentiometer by four times, which compensates for the mutual influence of converters operating on one common load.

Таким образом, предложенная схема перестраиваемого полосового фильтра реализует полосовой фильтр четвертого класса по затуханию. Это обеспечивает высокий уровень затухания в полосе задерживания (60-80 дБ), а также коэффициент прямоугольности АЧХ 1,5-2,0 по уровням 30/3 дБ при относительных полосах пропускания 5-10%. Перестройка средней частоты фильтра производится путем изменения сопротивления потенциометра 55.Thus, the proposed tunable bandpass filter circuit implements a fourth-class bandpass filter for attenuation. This provides a high level of attenuation in the confinement band (60-80 dB), as well as a square-wave frequency response coefficient of 1.5-2.0 at 30/3 dB levels with relative passbands of 5-10%. Tuning the average frequency of the filter is done by changing the resistance of the potentiometer 55.

Входное устройство многоканальной радиоприемной системы работает следующим образом.The input device of a multi-channel radio receiving system operates as follows.

Сигнал с антенного входа 1 поступает на фильтр нижних частот 2, который обеспечивает защиту устройства от помех в диапазоне частот свыше 60 кГц. С выхода фильтра нижних частот групповой сигнал поступает на вход входного коммутатора 3, а затем на вход соответствующего поддиапазонного радиоканала 10 и на вход поддиапазонного полосового фильтра 11. С выхода фильтра 11 групповой сигнал поддиапазона поступает на вход первого управляемого аттенюатора 12, а затем на вход первого усилителя радиочастоты 13. У управляемого аттенюатора 7 вход управления соединен с выходом фильтра 11. При наличии сигнала или помех, превышающих заданный уровень, коэффициент передачи аттенюатора уменьшается. С выхода усилителя 13 групповой сигнал поступает на вход перестраиваемого полосового фильтра 14, который имеет полосу пропускания в пределах 5-10% от средней частоты полосы пропускания, а затем посредством выходного коммутатора 5 на вход усилителя 6. После усиления сигнал поступает на вход аттенюатора 10 и далее на вход аналого-цифрового преобразователя 11. С выхода АЦП 11 сигнал поступает на выходную потенциальную клемму выходного устройства 9 в цифровом виде. У управляемого аттенюатора 7 вход управления соединен с управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя 8. В случае перегрузки аналого-цифрового преобразователя помехами или сигналом на управляющий вход аттенюатора 7 с выхода управления аналого-цифрового преобразователя 8 подается сигнал и коэффициент передачи аттенюатора 7 уменьшается, исключая перегрузку аналого-цифрового преобразователя.The signal from the antenna input 1 is fed to a low-pass filter 2, which protects the device from interference in the frequency range above 60 kHz. From the output of the low-pass filter, the group signal is fed to the input of the input switch 3, and then to the input of the corresponding sub-band radio channel 10 and to the input of the sub-bandpass filter 11. From the output of the filter 11, the group sub-band signal is fed to the input of the first controlled attenuator 12, and then to the input of the first radio frequency amplifier 13. At the controlled attenuator 7, the control input is connected to the output of the filter 11. In the presence of a signal or interference exceeding a predetermined level, the attenuator transmission coefficient decreases. From the output of the amplifier 13, the group signal is fed to the input of the tunable band-pass filter 14, which has a passband in the range of 5-10% of the average frequency of the passband, and then through the output switch 5 to the input of the amplifier 6. After amplification, the signal goes to the input of the attenuator 10 and then to the input of the analog-to-digital converter 11. From the output of the ADC 11, the signal is supplied to the output potential terminal of the output device 9 in digital form. At the controlled attenuator 7, the control input is connected to the control output of the analog-to-digital converter 8. In the event of an overload of the analog-digital converter by interference or a signal, a signal is supplied to the control input of the attenuator 7 from the control output of the analog-to-digital converter 8 and the attenuator 7 transmission coefficient is reduced, eliminating overload analog to digital converter.

К выходу входного устройства радиоприемника могут быть подключены входы блока цифровой обработки сигналов и т.д.The inputs of the digital signal processing unit, etc., can be connected to the output of the input device of the radio receiver.

В сравнении с прототипом у предлагаемого многодиапазонного радиоприемного устройства каждый приемный канал имеет более высокую избирательность.Compared with the prototype of the proposed multi-band radio receiving device, each receiving channel has a higher selectivity.

Источники информацииInformation sources

1. В.А. Березовский и др. Современная декаметровая радиосвязь. - М.: Радиотехника, 2011, с. 147, рис. 2.22.1. V.A. Berezovsky and others. Modern decameter radio communication. - M .: Radio engineering, 2011, p. 147, fig. 2.22.

2. Справочник по расчету и проектированию ARC-схем. Букашкин С.А., Власов В.П., Змий Б.Ф. и др. Под редакцией Ланнэ А.А. Москва, «Радио и связь», 1984.2. Reference on the calculation and design of ARC-schemes. Bukashkin S.A., Vlasov V.P., Zmiy B.F. and others. Edited by Lanne A.A. Moscow, Radio and Communication, 1984.

3. Ясинский И.М. Перестраиваемые полосовые фильтры. Техника радиосвязи, 2014, вып. 2 (22).3. Yasinsky IM Tunable bandpass filters. Radio Engineering, 2014, no. 2 (22).

Claims

An input device of a single-channel multiband radio receiver comprising an antenna input connected in series, a low-pass filter, an input switching device, a frequency selective system containing M channels, an output switching device and a radio frequency amplifier, characterized in that each channel contains a common bus in the frequency selective device and a potential input terminal connected in series, a subband bandpass filter, a controlled attenuator, a second radio frequency amplifier, adjustable band-pass filter and output potential terminal, while the input switch is connected to the output of the low-pass filter at the input switch, and each output is connected to the input terminal of the corresponding channel, the output switch is connected to the input of the output radio frequency amplifier at the output switch, and each output is connected to the output potential terminal of the corresponding channel, the sub-bandpass filter contains a common bus, input and output potential terminals, a first capacitor in which the first output is connected to the input potential terminal, and W The second terminal is connected to the first terminal of the second capacitor, the first terminal of the first inductive element and the first terminal of the third capacitor, the second terminal of the second capacitor is connected to a common bus, the second terminal of the third capacitor is connected to the first terminals of the fourth and fifth capacitors, and also to the first terminal of the second inductive element , the second terminal of the fourth capacitor is connected to the common bus, the second terminal of the fifth capacitor is connected to the output potential terminal, while the first and second inductive elements made according to identical schemes of the generalized resistance converter, each of which contains a first resistor, the first output of which is the input of the converter and connected to the non-inverting input of the first operational amplifier, the second output of the first resistor is connected to the output of the second operational amplifier and the first output of the second resistor, which has a second output connected to the inverting inputs of the first and second operational amplifiers, as well as to the first terminal of the third resistor, in which the second terminal is connected to the output m of the first operational amplifier and the first output of the sixth capacitor, the second output of which is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and is the output of the generalized converter, the input of the first generalized converter is connected to the first output of the second capacitor, the input of the second generalized converter is connected to the first output of the fourth capacitor, the output of the first the converter is connected to the first terminal of the fourth resistor, the output of the second converter is connected to the first terminal of the fifth resistor, second conclusions the fourth and fifth resistors are connected to a common bus, a tunable band-pass filter contains a common bus, input and output potential terminals, a seventh capacitor connected to the second terminal of the seventh capacitor by the first output, and a third inductance element as well as the eighth and ninth capacitors are connected to the second terminal of the seventh capacitor , the fourth inductive element, as well as the tenth and eleventh capacitors are connected to the second output of the ninth capacitor, five are connected to the second output of the eleventh capacitor the fifth inductive element, as well as the twelfth and thirteenth capacitors, the sixth inductive element is connected to the second terminal of the thirteenth capacitor, as well as the fourteenth and fifteenth capacitors, the second terminals of the eighth, tenth, twelfth and fourteenth capacitors are connected to the common bus, the second terminal of the fifteenth capacitor is connected to the output potential terminal of the channel, while all four inductive elements are made according to the identical scheme of the generalized resistance converter, each of which contains the resistor connected to the input of the generalized converter and the non-inverting input of the third operational amplifier, the second output of the sixth resistor is connected to the output of the fourth operational amplifier and the seventh resistor, the second output of which is connected to the inverting inputs of the third and fourth operational amplifiers and the eighth resistor, the second output of which is connected to the output of the third operational amplifier and the sixteenth capacitor, the second output of which is connected to the non-inverting input of the fourth operational the amplifier and the output of the generalized converter, the input of the third generalized converter is connected to the second terminal of the seventh capacitor, the input of the fourth generalized converter is connected to the second terminal of the ninth capacitor, the input of the fifth generalized converter is connected to the second terminal of the eleventh capacitor, the input of the sixth generalized converter is connected to the second terminal of the thirteenth capacitor , the outputs of all four generalized converters are combined and connected to an electronic digitally controlled potentiometer, sec the output terminal of which is connected to a common bus, a second controlled attenuator and an analog-to-digital converter are additionally introduced into the device, while the input of the attenuator is connected to the output of the radio frequency amplifier, and the output is connected to the input of an analog-to-digital converter, in which the output is connected to the output of the input device, and the control output is connected to the control input of the attenuator.