2. Расчет входных устройств
Расчёт ВУ производим с помощью программы «Filter Solution»
Исходные данные:
Диапазон частот от fmin = 1.75 МГц до fmax = 2.5 МГц
Избирательность:
Ослабление помехи по зеркальному каналу не хуже зк = 44 дБ
Ослабление помехи по каналу ПЧ не хуже пч = 48 дБ
Антенна настроенная. Rа= 50 Ом
Ранее были приняты следующие решения:
ПЧ равна 21.4 МГц
В качестве УРЧ используется микросхема SGA6286 с входным сопротивлением 2.5 кОм.
Таким образом, для фильтра сопротивление генератора (антенна) равно 50 Ом, а нагрузки (УРЧ) равно 50 Ом.
Необходимо обеспечить ослабление зеркального канала не менее, чем на 44 дБ, диапазон
частот ЗК: 44.55 – 45.3 МГц. Требуемое ослабление канала ПЧ 48 дБ, но ослабление,
вносимое фильтром, может быть меньше, поскольку ПрЧ по кольцевой схеме
обеспечивает подавление канала ПЧ примерно на 35 дБ, за счет фазовых соотношений.
Для подавления ЗК и канала ПЧ ВУ можно выполнить в виде ФНЧ, однако с точки зрения
уменьшения нелинейных эффектов (блокирование, перекр. и интермодуляция)
предпочтительно подавить помехи как выше, так и ниже рабочего диапазона частот. В ТЗ
требования по многосигнальной избирательности не предъявлены, однако желательно
сделать АЧХ фильтра настолько близкой к прямоугольной, насколько получится.
Реализовывать фильтр будем на элементах поверхностного монтажа (SMD). Размеры
конденсаторов 0805, номиналы соответствуют ряду E 24, напряжение – до 50 В, температурная зависимость COG, производитель Murata. Катушки бесподстроечные, с ферритовыми сердечниками, серия LQH32M, корпус 1210, производитель Murata. Номиналы индуктивностей 0.1 – 560 мкГн. При расчетах полаем добротность катушек Q=30.
Выполним фильтр в виде эллиптических ФВЧ +ФНЧ.
Рассмотрим эллиптический ФНЧ 5-го порядка с частотой среза 2.5 МГц и неравномерностью в полосе пропускания 1дБ.
Схема фильтра:
Рассмотрим эллиптический ФВЧ 5-го порядка с частотой среза 1.75 МГц и неравномерностью в полосе пропускания 1дБ.
Схема фильтра:
Принципиальная схема ВУ в целом имеет вид:
Номиналы элементов выбираем ближайшими из существующих.
Обозначение на схеме |
Рассчитанное значение |
Выбранный номинал |
Точность |
Тип элемента |
C1 |
865.3 пФ |
910 пФ |
5% |
GRM40COG911J50 |
C2 |
48.69 нФ |
47 нФ |
10% |
GRM40X7R472K50 |
C3 |
629.7 пФ |
620 пФ |
5% |
GRM40COG621J50 |
C4 |
18.45 нф |
18 нФ |
10% |
GRM40X7R182K50 |
C5 |
890.0 пФ |
910 пФ |
5% |
GRM40COG911J50 |
C6 |
2.647 нФ |
2.7 нФ |
10% |
GRM40X7R272K50 |
C7 |
76.18 пФ |
82 нФ |
10% |
GRM40X7R822K50 |
C8 |
3.733 нФ |
3.9 нФ |
10% |
GRM40X7R392K50 |
C9 |
28.96 пФ |
27 пФ |
5% |
GRM40COG270J50 |
C10 |
2.693 нФ |
2.7 нФ |
10% |
GRM40X7R272K50 |
L1 |
4.260 мкГн |
4.7 мкГн |
10% |
LQM21NN4R7K10 |
L2 |
4.436 мкГн |
4.7 мкГн |
10% |
LQM21NN4R7K10 |
L3 |
3.344 мкГн |
3.3 мкГн |
10% |
LQM21NN3R3K10 |
L4 |
3.427 мкГн |
3.3 мкГн |
10% |
LQM21NN3R3K10 |
Теперь проверим, как повлияло изменение номиналов на АЧХ фильтров ФВЧ и ФНЧ.
Начинаем с ФВЧ. Измененная схема принимает вид:
Измененная АЧХ имеет вид:
ФНЧ. Измененная схема принимает вид:
АЧХ:
