Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

Университет “ЛЭТИ”

Лекции по курсу свч устройства систем телекоммуникаций

Оглавление:

П 1 Фильтры 3

П 1.1 Фильтры на сосредоточенных элементах. 3

П 1.2 Фильтры на распределенных элементах. 8

П 2.1 Диодные генераторы. 13

П 3 Устройства на транзисторах 24

П 3.1 Малошумящие усилители. 24

П 3.2 Современные СВЧ транзисторы 26

П 4 Автогенераторы 32

П 1 Фильтры

В электрических, радиотехнических и телемеханических установках часто решается задача: из совокупного сигнала, занимающего широкую полосу частот, выделить один или несколько составляющих сигналов с более узкой полосой. Сигналы заданной полосы выделяют при помощи частотных электрических фильтров.

К частотным электрическим фильтрам различной аппаратуры предъявляются разные, порой противоречивые требования. В одной области частот, которая называется полосой пропускания, сигналы не должны ослабляться, а в другой, называемой полосой задерживания, ослабление сигналов не должно быть меньше определенного значения. Фильтр считают идеальным, если в полосе пропускания отсутствует ослабление сигналов и фазо-частотная характеристика линейна (нет искажения формы сигналов), а вне полосы пропускания сигналы на выходе фильтра отсутствуют.

В зависимости от диапазона частот, относящихся к полосе пропускания, различают низкочастотные, высокочастотные, полосовые, полосно-подавляющие, избирательные (селективные) и заграждающие (режекторные) фильтры. Свойства линейных фильтров могут быть описаны передаточной функцией, которая равна отношению изображений по Лапласу выходного и входного сигналов фильтра.

П 1.1 Фильтры на сосредоточенных элементах.

ФНЧ

Рис 1.1.1 Рис 1.1.2

Фильтр Золотарева-Кауэра

Рис 1.1.3

ФВЧ

Рис. 1.1.4

Рис. 1.1.5

Рис. 1.1.6

Методика синтеза фильтров на базе ФНЧ - прототипов.

ППФ

Рис. 1.1.7

Внешнеёмкостная связь (часто применяется – малогабаритный, удобная конструкция):

Рис. 1.1.8

Внешнеиндуктивная связь (редко используется – лишние индуктивности и большие):

Рис. 1.1.9

• Чем сильнее связь между резонаторами, тем шире полоса пропускания ППФ.

• Чем ниже сопротивление нагрузки генератора, тем ниже должно быть волновое сопротивление резонаторов.

• Чем слабее связи между резонаторами ППФ, тем уже полоса пропускания, тем выше нагрузочная добротность резонаторов, тем больше токи и нагрузки в резонаторе, а значит выше потери в резонаторе и фильтре в целом.

• Чем меньше L и больше C ( т.е. чем меньше их сопротивления, ниже резонаторов ), тем уже характеристика фильтра и круче его скаты, но и потери в полосе пропускания выше.

• Если нужно расширить полосу пропускания фильтра с сохранением крутизны скатов – нужно увеличивать число резонаторов

Диплексеры (узкополосные)

С параллельным включением каналов:

Рис. 1.1.10

f2 подавляет побочные, а f1 пропускает необходимую полосу.

С последовательным включением каналов:

Рис. 1.1.11

Кольцевой диплексер:

+ Лучше согласование

+ Лучше подавление

+ Лучше развязка

- Конструкция сложнее

Рис. 1.1.12

Используется в дуплексных линиях связи, а также если необходимы постоянное Rвх во всем диапазоне частот.