Смугопропускний фільтр на с-негатроні з електронним керуванням

Реферат: Смугопропускний фільтр на С-негатроні з електронним керування містить дві розділові ємності, під'єднану до них третю розділову ємність, послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з загальною шиною, а його катод підключено до третьої розділової ємності, між катодом варикапа та третьою розділовою ємністю включено резистор, з'єднаний з клемою керування, паралельно до варикапа та третьої ємності підключено індуктивність. Введено два резистори, перетворювану ємність, операційний підсилювач, неінвертуючий вхід якого з'єднано з катодом варикапа, через перетворювану ємність з виходом операційного підсилювача та резистором, інвертуючий вхід операційного підсилювача через третій резистор з'єднано з загальною шиною та через другий резистор з виходом операційного підсилювача. UA 102236 U (54) СМУГОПРОПУСКНИЙ ФІЛЬТР НА С-НЕГАТРОНІ З ЕЛЕКТРОННИМ КЕРУВАННЯМ UA 102236 U UA 102236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана як смугопропускний фільтр. Відомий смугопропускний фільтр, який містить паралельно з'єднані індуктивність та ємність, паралельно до ємності підключено змінну ємність, що забезпечують переналаштування фільтра [Терещук P.M., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемноусилительные устройства. - Киев: Наукова думка, 1988, с. 473]. Недоліком такого пристрою є великі габаритні розміри через змінну ємність. Найбільш близьким є смугопропускний фільтр, який містить дві розділові ємності, до яких підключено третю розділову ємність послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з загальною шиною, а його катод підключено до третьої розділової ємності, між катодом варикапа та третьою розділовою ємністю включено резистор, з'єднаний з клемою керування, паралельно до варикапа та третьої розділової ємності підключено індуктивність на виході [Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники - Киев: Вища шк., 1987. - 156 с., рис. 9.16]. Недоліком даного пристрою є малий коефіцієнт переналаштування, що зумовлює малий частотний діапазон роботи, що приводить до обмеження функціональних можливостей. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки такого смугопропускного фільтра на С-негатроні з електронним керуванням, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними досягається збільшення коефіцієнта переналаштування, що сприяє розширенню його функціональних можливостей. Поставлена задача вирішується тим, що в смугопропускний фільтр на С-негатроні з електронним керування, який містить дві розділові ємності, під'єднану до них третю розділову ємність, послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з загальною шиною, а його катод підключено до третьої розділової ємності, між катодом варикапа та третьою розділовою ємністю включено резистор, з'єднаний з клемою керування, паралельно до варикапа та третьої ємності підключено індуктивність, введено два резистори, перетворювану ємність, операційний підсилювач (ОП), неінвертуючий вхід якого з'єднано з катодом варикапа, через четверту ємність з виходом ОП та резистором, інвертуючий вхід ОП через резистор з'єднано з загальною шиною та через другий резистор з виходом ОП. На фіг. 1 наведено схему смугопропускного фільтра на С-негатроні з електронним керуванням, на фіг. 2 наведено амплітудно-частотну характеристику (АЧХ) пристрою. Пристрій містить першу розділову ємність 1, перший вивід якої з'єднано з першою вихідною клемою 11 та другий вивід з'єднано з другою розділовою ємністю 9 другий вивід якої з'єднано з вихідною клемою 14, третю розділову ємність 7, перший вивід якої з'єднаний з другим виводом першої розділової ємності 1, першим виводом другої розділової ємності 9 та з першим виводом індуктивності 10, другий вивід якої з'єднано з загальною шиною 13, другий вивід третьої розділової ємності 7 з'єднано з катодом варикапа 8, анод якого з'єднано з загальною шиною 13, катод варикапа 8 також з'єднано з неінвертуючим входом ОП 4 та через перетворювану ємність 3 з виходом ОП 4, вихід ОП 4 через третій резистор 6 з'єднано з інвертуючим входом ОП 4 та через другий резистор 5 інвертуючий вхід ОП 4 з'єднано з загальною шиною, перший резистор 2 перший вивід якого з'єднано з клемою керування 12, а другий вивід першого резистора 2 з катодом варикапа 8 та другим виводом третьої розділової ємності 7. Пристрій працює наступним чином. Пропускання сигналу відбувається на частоті резонансу, частота якого визначається за формулою: 1 , fрез.  2 LС де L - індуктивність коливального контуру; C - ємність коливального контуру. Зі зміною напруги керування Uкер. змінюється ємність варикапа 8 в результаті чого змінюється частота резонансу, що забезпечує електронне керування частоти смуги пропускання фільтра. Коефіцієнта переналаштування центральної частоти фільтра визначається за формулою: K  Kпер. , (2) де Kпер. - коефіцієнт перекриття ємності варикапа, Сmax . (3) Cmin Використовується С-негатрон на узагальненому перетворювачі імітансу (УПІ), що складається з ОП 4, другого і третього резисторів 5 та 6 відповідно, перетворюваної ємності 3, Kпер.  55 1 UA 102236 U який паралельно підключається до варикапа 8. ОП 4 перетворює перетворювану ємність 3 у від'ємну ємність на вході ОП 4, що підключається паралельно ємності варикапа 8. Сумарна ємність визначається виразом: C  Cвар.  С . (4) 5 С   0 Коефіцієнт перекриття ємності коливального контуру тоді дорівнює: ' K пер.  Сmax  C  Сmin  C  . (5) Так як С   0 відбувається збільшення коефіцієнта перекриття в: Коефіцієнт переналаштування фільтра збільшиться в ' K пер. ' K пер. разів. K пер. разів. K пер. 10 15 Так при введенні в паралельний коливальний контур з котушкою індуктивності 2 мГн та варикапа 1N5148, від'ємної ємності -10 пФ, реалізованої за пропонованою схемою. Діапазон переналаштування центральної смуги пропускання фільтра становить від 330 кГц до 2,2 МГц, коефіцієнт переналаштування К=6,6, що в 2 рази більше за аналог. На фіг. 2 наведено АЧХ смугопропускного фільтра з електронним керуванням з використанням С-негатрона. Як видно з наведеної АЧХ фіг. 2 після введення С-негатрона частотний діапазон даного смугопропускного фільтра збільшився, це означає, що було досягнуто збільшення коефіцієнта переналаштування. Також при використанні С-негатрона відбувається підсилення сигналу, внаслідок наявного від'ємного активного опору С-негатрона. Всі позиції, які є на кресленні, мають бути задіяні в роботі. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Смугопропускний фільтр на С-негатроні з електронним керуванням, який містить дві розділові ємності, під'єднану до них третю розділову ємність, послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з загальною шиною, а його катод підключено до третьої розділової ємності, між катодом варикапа та третьою розділовою ємністю включено резистор, з'єднаний з клемою керування, паралельно до варикапа та третьої ємності підключено індуктивність, який відрізняється тим, що введено два резистори, перетворювану ємність, операційний підсилювач, неінвертуючий вхід якого з'єднано з катодом варикапа, через перетворювану ємність з виходом операційного підсилювача та резистором, інвертуючий вхід операційного підсилювача через третій резистор з'єднано з загальною шиною та через другий резистор - з виходом операційного підсилювача. 2 UA 102236 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3