CS242266B1

CS242266B1 - Low-pass filter with piezo-crystal resonators

Info

Publication number: CS242266B1
Application number: CS842631A
Authority: CS
Inventors: Milan Kollmann
Original assignee: Milan Kollmann
Priority date: 1984-04-05
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS263184A1

Abstract

Dolní propust s piezokrystalovými rezonátory řeší problém zvýšení provozních parametrů dolních propustí pro kmitočty nižší než 100 MHz při současném zjednodušení jejich konstrukce a snížení objemnosti. Podstata řešení spočívá v tom, že nejmé ně jeden piezokrystalový rezonátor tvoří nejméně jednu příčnou větev propusti, přičemž jeho paralelní kapacita je neutralizována indukčností v podélných větvích propusti při současném splnění podmínky, že hodnota zatěžovacího odporu na vstupu i výstupu je stejná a rovna Rz = k VLn/Cp, kde k je bezrozměrná konstanta velikosti 0,5 < k < 1 podle požadavků přizpůsobení v daném kmitočtovém pásmu. Navržené řešení nachází uplatnění ve spotřební elektronice. Podstata řešení je zřejmá z obr. 1.The low-pass filter with piezoelectric resonators solves the problem of increasing the operating parameters of low-pass filters for frequencies lower than 100 MHz while simplifying their design and reducing their bulkiness. The essence of the solution lies in the fact that at least one piezoelectric resonator forms at least one transverse branch of the filter, while its parallel capacitance is neutralized by the inductance in the longitudinal branches of the filter while meeting the condition that the value of the load resistance at the input and output is the same and equal to Rz = k VLn/Cp, where k is a dimensionless constant of size 0.5 < k < 1 according to the requirements of adaptation in a given frequency band. The proposed solution finds application in consumer electronics. The essence of the solution is evident from Fig. 1.

Description

Dolní propust s piezokrystalovými rezonátory řeší problém zvýšení provozních parametrů dolních propustí pro kmitočty nižší než 100 MHz při současném zjednodušení jejich konstrukce a snížení objemnosti.The low-pass filter with piezocrystalline resonators solves the problem of increasing the operating parameters of the low-pass filters for frequencies lower than 100 MHz while simplifying their construction and reducing the bulkiness.

Podstata řešení spočívá v tom, že nejméně jeden piezokrystalový rezonátor tvoří nejméně jednu příčnou větev propusti, přičemž jeho paralelní kapacita je neutralizována indukčností v podélných větvích propusti při současném splnění podmínky, že hodnota zatěžovacího odporu na vstupu i výstupu je stejná a rovna R_z = k VL_n/C_p, kde k je bezrozměrná konstanta velikosti 0,5 < k < 1 podle požadavků přizpůsobení v daném kmitočtovém pásmu.The principle of the solution is that at least one piezocrystalline resonator forms at least one transverse passage of the culvert, its parallel capacity is neutralized by the inductance in the longitudinal culverts of the culvert while the condition that the input and output load resistance is equal to R _z = k VL _n / C _p , where k is a dimensionless constant of magnitude 0.5 <k <1 according to the adaptation requirements in a given frequency band.

Navržené řešení nachází uplatnění ve spotřební elektronice. Podstata řešení je zřejmá z obr. 1.The proposed solution finds its application in consumer electronics. The essence of the solution is evident from Fig. 1.

NN

_o_O

OO

Vynález se týká dolní propusti s piezokrystalovýml rezonátory v jejích příčných větvích a indukčnostmi v podélných větvích.The invention relates to a low pass filter with piezocrystalline resonators in its transverse branches and inductances in the longitudinal branches.

Je známo, že v mnoha oblastech sdělovací techniky jsou požadovány dolní propusti s velkou strmostí amplitudové charakteristiky a útlumem v nepropustném pásmu větším než 60 dB. Pro kmitočty nižší než 100 MHz jsou takové dolní propusti řešeny buď jako obvody sestavené výhradně z cívek a kondenzátorů, nebo s použitím piezokrystalových rezonátorů.It is known that in many areas of the communications technology, low-pass filters with high steepness amplitude characteristics and attenuation in the impermeable band of more than 60 dB are required. For frequencies lower than 100 MHz, such low-pass filters are designed either as circuits composed solely of coils and capacitors, or using piezocrystal resonators.

Nedostatkem těchto řešení je skutečnost, že propusti realizované výhradně z cívek a kondenzátorů dosahují požadovaného útlumu a strmosti amplitudové charakteristiky teprve při použití velkého počtu těchto prvků, proto jsou objemné, drahé a jejich funkční nastavení je časově i technicky náročné. Propusti realizované s piezokrystalovými rezonátory představují značné snížení objemu, ceny a zvýšení provozní spolehlivosti, vyžadují však přesné impedanční přizpůsobení na vstupu i výstupu zároveň s kompenzací nežádoucích reaktančních složek pomocí přídavných indukčností a kapacit — neutralizaci.The disadvantage of these solutions is that the passages realized solely from coils and capacitors achieve the required attenuation and steepness of the amplitude characteristic only when using a large number of these elements, therefore they are bulky, expensive and their functional adjustment is time and technically demanding. The piezocrystal resonators provide a significant reduction in volume, cost and operational reliability, but require precise input and output impedance matching while compensating for unwanted reactants through additional inductances and capacities - neutralization.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje dolní propust s piezokrystalovými rezonátory. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nejméně jeden piezokrystalový rezonátor tvoří nejméně jednu příčnou větev propusti, přičemž jeho paralelní kapacita je neutralizována indukčností v podélných větvích propusti při současném splnění podmínky, že hodnota zatěžovacího odporu na vstupu i výstupu propusti je stejná a rovna Ra = = k VLn/Čp, kde k je bezrozměrná konstanta velikosti 0,5 < k < 1 podle požadavků přizpůsobení v daném kmitočtovém pásmu.The above-mentioned drawbacks are eliminated by low-pass filter with piezocrystalline resonators. SUMMARY OF THE INVENTION The at least one piezocrystalline resonator constitutes at least one transverse passage of the culvert, its parallel capacity being neutralized by the inductance in the longitudinal culverts of the culvert, provided the load resistance at the inlet and outlet of the culvert is equal and equal Ra = k VLn / pp, where k is a dimensionless constant of magnitude 0.5 <k <1 according to the adaptation requirements in a given frequency band.

Výhody řešení podle vynálezu spočívají v konstrukčním zjednodušení propusti a snížení počtu neutralizačních prvků při zlepšení provozních parametrů, zejména snížení ztrát a účinnějšího potlačení nežádoucích kmitočtů.The advantages of the solution according to the invention reside in the constructional simplification of the passage and the reduction of the number of neutralizing elements while improving the operating parameters, in particular the reduction of losses and more effective suppression of unwanted frequencies.

Dolní propust s piezokrystalickými rezonátory podle vynálezu bude následovně blíže popsána v příkladovém provedení s pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje základní článek dolní propusti s jedním piezokrystalovým rezonátorem,The low-pass filter with piezocrystalline resonators of the invention will be described in greater detail below in the exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a basic low-pass filter with a single piezocrystalline resonator.

Claims

A low-pass filter with piezocrystalline resonators characterized in that at least one piezocrystalline resonator forms at least one transverse passage of the filter, and to its parallel capacity (C _P J, an inductance (hm) for neutralizing parallel capacity (Cp) is connected in the longitudinal branches of the filter. 1, FIG. 4 shows the low pass filter according to the invention with three identical piezocrystalline resonators, and FIG. 5 shows the amplitude characteristic of FIG. 4.

The low-pass filter of FIG. 1 is formed by a single piezocrystalline resonator Xi which forms a transverse passage of the filter. Its parallel capacity C _p shown in Fig. 2 is neutralized by the inductance L _n connected in the longitudinal branches of the culvert. The condition of this solution is that the value of the load resistance R _z at the input and output of the filter is the same and equals R _z = k VL _n / C _p , where k is a dimensionless constant of 0.5 <k <1 according to the adaptation requirements in the frequency band . The culvert of FIG. 1 is a base member that can be assembled in a chain as needed. An example of a practical implementation of a low pass filter as a string of three identical links is shown in Fig. 4.

In the pass-through function of FIG. 1, the inductance L _n resonates with a capacitance C _p at series resonance and at the same time determines the magnitude of the load resistance R _z = k VLn / Cp. The constant depends on the frequency determining the passband end, the permissible ripple of the passband amplitude characteristic, and the number of passon resonators. The actual series resonance of the resonators Xi, i.e. the circuit Lr, C _k , Rk according to FIG. 2, is identical to the first zero point of the filter and increases not only the steepness of the amplitude characteristic, but also substantially attenuation in the impermeable band. The amplitude characteristic of the culvert in Fig. 4 realized from three identical cells is shown in Fig. 5.

According to the invention, the designed and realized low pass filters with one to three cells for the frequencies of 5.5 MHz, 6.6 MHz and 10.7 MHz have reached transmission parameters corresponding to the classical connection, exclusively with coils and capacitors, two to three orders higher, and are therefore, perspective elements in the consumer electronics field, such as 5.5 and 6.5 MHz pass-throughs for stereo television sets.

YNALEZU while fulfilling the condition that the value of the load resistance (R _z j at the filter input is equal to and equal to R _z = k VL _n / C _p , where k is a dimensionless constant of magnitude 0.5 <k <1 according to band.