Определение типа и структуры фильтра сосредоточенной избирательности

По заданным значению промежуточной частоты , подавлению соседней помехи , полосе пропускания П, отстройке соседнего канала , ослаблению на краях полосы пропускания определяется тип и структура ФСИ. При стандартных значениях промежуточной частоты целесообразно, в первую очередь, проанализировать использование кварцевых и пьезоэлектрических фильтров. В случае отрицательных результатов производится расчет LC-ФСИ.

Пример расчета

Исходные данные: , , , .

Если использовать узкополосный преселектор, то могут возникнуть достаточно сильные затухания спектральных составляющих на границах полосы частот сигнала. Если считать, что суммарное предельно допустимое затухание спектральных составляющих при прохождении сигнала через весь линейный тракт составляет 3 дБ, то допустимая величина затухания для этих составляющих, вносимого усилителем промежуточной частоты, определяется из условия:

.

Проанализируем возможность использования пьезоэлектрических фильтров для реализации заданных требований по подавлению соседней помехи, а также по допустимой степени искажений. Считаем, что преселектор достаточно широкополосный и заметных частотных искажений в сигнал не вносит, то есть .

Рассмотрим возможность использования пьезокерамических фильтров следующих типов: ФП1П-0,22..0,27 , ФП1П-0,41..0,43 (Табл. 1.1).

Для них средняя частота , затухание в полосе пропускания , полоса пропускания определяется по уровню , неравномерность в полосе пропускания < ,

Табл. 1.1

Фильтр	0,22	0,23	0,24	0,25	0,26	0,27	0,41	0,42	0,43
П, кГц	12,5 2						5.8 1.2	5.8 1.2	5.8 1.2
,дБ	26	40	35	30	26	35	55	50	46

Для рассматриваемого примера данные фильтры непригодны, так как их полоса пропускания П уже заданной (в Приложении дополнительно представлены характеристики некоторых пьезокерамических фильтров). Рассмотрим возможность использования LC-ФСИ.

Расчет числа звеньев LC-фильтра сосредоточенной избирательности

В качестве основного звена LC-фильтра часто используется П-образная структура, изображенная на Рис.1.2.

Рис.1.2

Параметры фильтра:

-характеристическое сопротивление ,

-частоты среза ( -резонансная частота параллельного колебательного контура, образованного индуктивностью 2L₂ и емкостью , если к контуру подключить емкость 2C₁, то резонансная частота становится равной ).

Для определения затухания при заданной расстройке по соседнему каналу используются графики обобщенных резонансных кривых на Рис. 1.3а. Они отражают зависимость затухания по соседнему каналу, вносимого одним звеном , от обобщенной расстройки .

а б

Рис.1.3

Графики построены для разных значений коэффициента .

,

где d – собственное затухание контура выбирается в пределах (0,0025..0,005).

.

Затухание, создаваемое одним звеном фильтра на границах полосы пропускания

,

где n – количество звеньев фильтра (задаемся при расчете).

По графикам рис.1.3б определяется параметр , а затем вычисляется обобщенная расстройка

По графикам Рис.1а определяется величина , а затем и общее затухание соседней помехи, обеспечиваемое фильтром.

,

где - потери затухания, обусловленные рассогласованием ФСИ с источником сигнала и нагрузкой. Если полученное затухание соответствует заданному значению, то расчет прекращается, если меньше, то количество звеньев увеличивается ( ), а если больше, то число звеньев уменьшается.

Пример

Определим число n звеньев фильтра для приведенных выше требований к ФСИ. Пусть n=4, d= 0,0035.

Тогда

,

Разность частот среза

Обобщенная расстройка

По графику Рис.1.3а определяем, что дБ.

Пусть . Тогда величина суммарного подавления соседней помехи

дБ,

что меньше заданного значения. Необходимо увеличить число звеньев. Принимаем n=5. Повторный расчет показывает, что данное число звеньев обеспечивает требуемую избирательность по соседнему каналу.