RU2033688C1

RU2033688C1 - Active piezoelectric band filter

Info

Publication number: RU2033688C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Карепанов; И.М. Ясинский
Original assignee: Омский научно-исследовательский институт приборостроения
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: active piezoelectric band filter has algebraic adders 1,2 incorporating operational amplifier 3, eleven resistors 4-8 and 13-18, piezoelectric resistors 9-12, capacitors 19-22. Filter depends for its operation on design of algebraic adders whose output signal is in phase opposition and, hence, its second section is built around passive adder. EFFECT: reduced output noise level. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве устройств основной селекции радиоприемных устройств. The invention relates to electronics and can be used as devices for the main selection of radio receivers.

Цель изобретения уменьшение уровня шумов на выходе активного полосового пьезоэлектрического фильтра. The purpose of the invention is the reduction of noise at the output of the active band-pass piezoelectric filter.

На чертеже изображена схема активного полосового пьезоэлектрического фильтра. The drawing shows a diagram of an active band-pass piezoelectric filter.

Он содержит первый и второй алгебраические сумматоры 1 и 2, каждый из которых содержит операционный усилитель 3, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы 4 8, первый, второй, третий и четвертый пьезоэлектрические резонаторы 9 12, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы 13 18, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы 19 22. It contains the first and second algebraic adders 1 and 2, each of which contains an operational amplifier 3, the first, second, third, fourth and fifth resistors 4 8, the first, second, third and fourth piezoelectric resonators 9 12, sixth, seventh, eighth, the ninth, tenth and eleventh resistors 13 18, the first, second, third and fourth capacitors 19 22.

Активный полосовой пьезоэлектрический фильтр работает следующим образом. Active band-pass piezoelectric filter operates as follows.

Два алгебраических сумматора 1 и 2, включенных параллельно по входу, образуют дифференциальную схему с дифференциальным входом и двумя противофазными выходами, в которой входные сопротивления будут равными, если резисторы 4 8, входящие в состав первого алгебраического сумматора 1, будут соответственно равны резисторам 4 8 второго алгебраического сумматора 2. Напряжения в точке "a" получается путем деления входного напряжения U_о делителем напряжения, образованного пьезорезонатором 10 и резистором 14, и равно
U_a= U_o

где X₁ реактивное сопротивление пьезоэлектрического резонатора 10;
R сопротивление резистора 14.Two algebraic adders 1 and 2 connected in parallel along the input form a differential circuit with a differential input and two out-of-phase outputs, in which the input resistances will be equal if the resistors 4 8 included in the first algebraic adder 1 are respectively equal to the resistors 4 8 of the second algebraic adder 2. The voltage at point "a" is obtained by dividing the input voltage U by _the voltage divider formed by the piezoresonator 10 and the resistor 14, and is equal to
U _a = U _o

where X _{1 the} reactance of the piezoelectric resonator 10;
R resistor 14.

Соответственно получаем напряжение в точке "b" схемы. Accordingly, we obtain the voltage at point "b" of the circuit.

U_b= U_o

Эти напряжения поступают на дифференциальные входы алгебраических сумматоров 1 и 2, где происходит их вычитание. При этом на выходе первого алгебраического сумматора 1 получаем
U₁= U_a- U_b

Напряжение на выходе второго алгебраического сумматора 2 будет отличаться только знаком.U _b = U _o

These voltages go to the differential inputs of the algebraic adders 1 and 2, where they are subtracted. Moreover, at the output of the first algebraic adder 1, we obtain
U ₁ = U _a - U _b

The voltage at the output of the second algebraic adder 2 will differ only in sign.

Поскольку напряжения на выходах алгебраических сумматоров 1 и 2 равны по амплитуде и противоположны по знаку, то токи, протекающие через третий резонатор 11 и десятый резистор 17, а также через цепь, состоящую из четвертого пьезорезонатора 12 и одиннадцатого резистора 18, вычитаются на нагрузочном сопротивлении фильтра и аналогично формируют напряжение на выходе фильтра, равное
U_вых= (U_a-U_b)

где X₃ сопротивление третьего пьезорезонатора 11;
X₄ сопротивление четвертого пьезорезонатора 12;
R_н сопротивление нагрузки, образованное параллельным соединением резисторов 15 и 17.Since the voltages at the outputs of the algebraic adders 1 and 2 are equal in amplitude and opposite in sign, the currents flowing through the third resonator 11 and the tenth resistor 17, as well as through the circuit consisting of the fourth piezoresonator 12 and the eleventh resistor 18, are subtracted from the filter load resistance and similarly form a voltage at the filter output equal to
U _o = (U _a -U _b )

where X _{3 the} resistance of the third piezoresonator 11;
X ₄ resistance of the fourth piezoresonator 12;
R _n load resistance formed by the parallel connection of resistors 15 and 17.

Таким образом, получается фильтр, передаточная функция которого точно соответствует двузвенному фильтру, каждое звено которого выполнено по симметричной мостовой схеме. Thus, a filter is obtained whose transfer function exactly corresponds to a two-link filter, each link of which is made according to a symmetrical bridge circuit.

Достоинство схемы состоит в том, что практически отсутствуют какие-либо ограничения по выбору номиналов резисторов, входящих в алгебраические сумматоры 1 и 2, например, они могут быть выбраны все равными. Передаточная функция при этом будет также соответствовать симметричному эквиваленту, а отношение сигнал/шум на выходе сумматоров ухудшится только в два раза. Кроме того, шумы на выходе каждого операционного усилителя фильтруются пьезорезонаторами 11 и 12 и общий уровень широкополосных шумов на выходе фильтра значительно уменьшается. The advantage of the circuit is that there are practically no restrictions on the choice of resistors included in the algebraic adders 1 and 2, for example, they can all be chosen equal. In this case, the transfer function will also correspond to the symmetric equivalent, and the signal-to-noise ratio at the output of the adders will only deteriorate by half. In addition, the noise at the output of each operational amplifier is filtered by piezoresonators 11 and 12, and the overall level of broadband noise at the filter output is significantly reduced.

Предлагаемая схема является малочувствительной к отклонению от расчетных данных входящих в нее резисторов, что позволяет значительно упростить ее регулировку, она более технологична по сравнению с известным устройством. The proposed circuit is insensitive to deviations from the calculated data of the resistors included in it, which can significantly simplify its adjustment, it is more technologically advanced compared to the known device.

Claims

An ACTIVE BAND PIEZOELECTRIC FILTER containing the first, second, third and fourth piezoelectric resonators, the first and second terminals of which are connected to the first and second terminals of the first, second, third and fourth capacitors respectively, the first conclusions of the first and second piezoelectric resonators are combined and are the input of the active strip piezoelectric filter, the first and second algebraic adders, inverting and non-inverting inputs of the first algebraic adder are connected respectively It is connected with the second outputs of the first and second piezoelectric resonators, and the output of the first algebraic adder is connected to the first output of the third piezoelectric resonator, and each algebraic adder contains an operational amplifier, the output of which is the output of the algebraic adder, and its inverting and non-inverting inputs are connected to the first outputs of the first and second resistors, the second terminals of which are connected respectively to the inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier, and in the second conclusions of the first and second resistors are connected respectively to the first conclusions of the third, fourth and fifth resistors, the second conclusions of which are connected respectively to a common bus, the output of the operational amplifier and to a common bus, characterized in that, in order to reduce the noise level, the filter output is introduced the sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh resistors, the first terminals of the sixth, seventh, eighth and ninth resistors are connected respectively to the second terminals of the first, second, third and fourth pies electrical resonators, and their second leads are connected to a common bus, the first leads of the tenth and eleventh resistors are connected to the first leads of the eighth and ninth resistors, and the second leads of the tenth and eleventh resistors are combined and are the output of the active piezoelectric filter, and the non-inverting and inverting inputs and the output of the second algebraic adder connected respectively to the second terminals of the first and second piezoelectric resonators and the first terminal of the fourth piezoelectric resonance ora.