Режекторний фільтр на с-негатроні з електронним керуванням

Реферат: Режекторний фільтр на С-негатроні з електронним керуванням містить вхідну та вихідну клеми, клему керування, котушку індуктивності, послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з землею. Введено чотири резистори, чотири ємності, операційний підсилювач, причому між вхідною та вихідною клемами включено першу і другу ємності та перший резистор, між катодом варикапа та котушкою індуктивності включено другий резистор, з'єднаний з клемою керування, неінвертуючий вхід операційного підсилювача з'єднано з катодом варикапа через третю ємність та з виходом операційного підсилювача через четверту ємність, інвертуючий вхід якого через третій резистор з'єднано з загальною шиною та через четвертий резистор з виходом операційного підсилювача. UA 117323 U (54) РЕЖЕКТОРНИЙ ФІЛЬТР НА С-НЕГАТРОНІ З ЕЛЕКТРОННИМ КЕРУВАННЯМ UA 117323 U UA 117323 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана як режекторний фільтр. Відомий режекторний фільтр, який містить вхідну та вихідну клеми між якими послідовно з'єднані індуктивність та ємність [Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники в 2-х томах. Том 1. Монография. Издание 3-е, стереотипное. Перевод с английского под редакцией М.В. Гальперина, ст. 63]. Недоліком такого пристрою є неможливість переналаштувань, який зумовлює малий частотний діапазон роботи, що призводить до обмеження функціональних можливостей. Найбільш близьким аналогом є пристрій, який містить вхідну та вихідну клеми, клему керування, котушку індуктивності послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з землею. [Электронные устройства двойного применения. - М.: ООО "Фирма Издательство АСТ"; С.-Петербург: ООО "Издательство Полигон", 2000, ст. 52 рис. 5.1 г.]. Недоліком даного пристрою є малий коефіцієнт переналаштування, який зумовлює малий частотний діапазон роботи, що призводить до обмеження функціональних можливостей. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки режекторного 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 режекторний фільтр з електронним керуванням, який містить вхідну та вихідну клеми, клему керування, котушку індуктивності послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з землею, причому в нього введено чотири резистори, чотири ємності, операційний підсилювач, причому між вхідною та вихідною клемою включено першу і другу ємності та перший резистор, між катодом варикапа та котушкою індуктивності включено другий резистор, з'єднаний з клемою керування, неінвертуючий вхід операційного підсилювача з'єднано з катодом варикапа через третю ємність та з виходом операційного підсилювача через четверту ємність, інвертуючий вхід якого через третій резистор з'єднано з загальною шиною та через четвертий резистор з виходом операційного підсилювача. На кресленні наведено схему режекторного фільтра на С-негатроні з електронним керуванням. Пристрій містить вхідну та вихідну клеми 11 та 12 відповідно, клему керування 3, котушку індуктивності 2 послідовно з'єднану з варикапом 4, анод якого з'єднаний з землею, крім того, в нього введено чотири резистори, чотири ємності, операційний підсилювач, причому між вхідною та вихідною клемами включено першу і другу ємності 1,5 відповідно та перший резистор 15, між катодом варикапа 4 та котушкою індуктивності 2 включено другий резистор 10, з'єднаний з клемою керування 3, неінвертуючий вхід операційного підсилювача 8 з'єднано з катодом варикапа 4 через третю ємність 6 та з виходом операційного підсилювача через четверту ємність 9, інвертуючий вхід якого через третій резистор 7 з'єднано з загальною шиною та через четвертий 14 резистор з виходом операційного підсилювача 8. Пристрій працює наступним чином. Сигнал підводиться до вхідної клеми 11, після чого перша CR-ланка, що складається з першої ємності 1 та першого резистора 15, подавлює усі частоти вхідного сигналу вище частоти зрізу, пропускаючи їх на загальну шину і незмінно пропускає інші. Потім сигнал потрапляє на LC-фільтр, що складається із індуктивності 2 та варикапа 4, де відбувається запирання сигналу на частоті резонансу, частота якого визначається за формулою: 1 , (1) fрез.  2 LC де L - індуктивність коливального контуру; C - ємність коливального контуру. Зі зміною напруги керування Uкер , змінюється ємність варикапа 4 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 K пер - коефіцієнт перекриття ємності варикапа. K пер  Сmax . Сmin (3) 1 UA 117323 U 5 Для збільшення фільтруючої дії сигнал потрапляє на С-негатрон який має від'ємну ємність і реалізується на операційному підсилювачі 8, неінвертуючий вхід якого через четверту ємність 9 з'єднано виходом операційного підсилювача, вихід операційного підсилювача 8 через четвертий резистор 14 з'єднано з інвертуючим входом операційного підсилювача та через третій резистор 7 підключено до загальної шини. С-негатрон перетворює додатну ємність 9 у від'ємну, що підключається паралельно ємності варикапа 4. Сумарна ємність визначається виразом: C  Cвар.  С (4) С   0 . Коефіцієнт перекриття ємності коливального контуру тоді дорівнює: ' K пер.  Сmax  С   Сmin  С   . (5) Так як С   0 відбувається збільшення коефіцієнта перекриття в 10 15 Коефіцієнт переналаштування фільтра збільшиться в ' K пер. K пер , разів. ' K пер. , разів. K пер Остаточно відфільтрований сигнал знімається з вихідної клеми 12. Так при введенні в послідовний коливальний контур з котушкою індуктивності 5000 мкГн та варикапом 1N5148, від'ємної ємності - 10 пФ, діапазон переналаштування центральної смуги пропускання фільтра становить від 222 кГц до 703 кГц, коефіцієнт переналаштування К=3,16, що в 1.58 разу більше за аналог. Отже після введення С-негатрона частотний діапазон даного режекторного фільтра збільшився, це означає, що було досягнуто збільшення коефіцієнта переналаштування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Режекторний фільтр на С-негатроні з електронним керуванням, який містить вхідну та вихідну клеми, клему керування, котушку індуктивності послідовно з'єднану з варикапом, анод якого з'єднаний з землею, який відрізняється тим, що в нього введено чотири резистори, чотири ємності, операційний підсилювач, причому між вхідною та вихідною клемами включено першу і другу ємності та перший резистор, між катодом варикапа та котушкою індуктивності включено другий резистор, з'єднаний з клемою керування, неінвертуючий вхід операційного підсилювача з'єднано з катодом варикапа через третю ємність та з виходом операційного підсилювача через четверту ємність, інвертуючий вхід якого через третій резистор з'єднано з загальною шиною та через четвертий резистор з виходом операційного підсилювача. 2 UA 117323 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3