Сосредоточенная фильтрация
По конструктивным и экономическим соображениям реализация требуемой селективности тракта ПЧ только на LC-фильтрах является затруднительной. Поэтому в качестве фильтра сосредоточенной избирательности (ФСИ) целесообразно использовать более эффективный и технологичный компонент.
Требуемая эквивалентная добротность ФСИ, рассчитанная по формуле для одиночного контура, обеспечивающего полосу пропускания, составляет:
Несмотря на то, что данная добротность является реализуемой для LC-цепи, для обеспечения высокой стабильности, повторяемости и требуемой прямоугольности амплитудно-частотной характеристики в проектируемом цифровом телевизионном приемнике применяется ПАВ-фильтр.
Для полосы пропускания 9.14 МГц на промежуточной частоте 38.9 МГц может быть применен, например, серийно выпускаемый ПАВ-фильтр, чьи параметры (селективность не менее 40-45 дБ, неравномерность АЧХ < 1 дБ) удовлетворяют техническому заданию. Данный фильтр обеспечит необходимое подавление соседних каналов и требуемую форму АЧХ в тракте промежуточной частоты.
Для данных параметров (f_пр = 38.9 МГц, Π_рт = 9.14 МГц) рекомендуется применение ПАВ-фильтра типа SF3994A или его аналогов (B4584, LFB33500A).
Технические характеристики ПАВ-фильтра SF3994A:
Центральная частота: 38.9 МГц;
Полоса пропускания по уровню -3 дБ: ~8.5 МГц;
Неравномерность АЧХ в полосе пропускания: < 1.5 дБ;
Затухание в полосе пропускания: ~15 дБ;
Селективность по соседнему каналу (отстройка ±9.14 МГц): > 40 дБ.
Амплитудно-частотная характеристика применяемого ПАВ-фильтра показана на рисунке 1. Характерные особенности АЧХ:
Крутые скаты, обеспечивающие подавление соседних каналов более 40 дБ;
Малая неравномерность в полосе пропускания (< 1.5 дБ);
Хорошая прямоугольность амплитудной характеристики;
Соответствие требованиям стандарта DVB-T2 по форме АЧХ.
Рисунок 1 – АЧХ ПАВ-фильтров
Рисунок 2 – АЧХ ПАВ-фильтров в полосе пропускания
Рисунок 3 – Групповое время задержки ПАВ-фильтров
Поскольку для рассчитанных параметров (f_пр = 38.9 МГц, Π_рт = 9.14 МГц) рассматриваются три варианта ПАВ-фильтров: SF3994A, B4584 и LFB33500A, требуется провести сравнение фильтров и выбрать наилучший вариант. Сравнительные характеристики фильтров представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Сравнительные характеристики ПАВ-фильтров
Модель |
f₀, МГц |
Π, МГц |
ΔA, дБ |
L, дБ |
Se, дБ |
SF3994A |
38,9 |
8,5 |
1,2 |
15 |
42 |
B4584 |
38,9 |
8,8 |
1,5 |
18 |
45 |
LFB33500A |
38,9 |
8,2 |
1 |
16 |
48 |
где:
f₀ - центральная частота,
Π - полоса пропускания,
ΔA - неравномерность АЧХ,
L - вносимое затухание,
Se - селективность на отстройке ±9 МГц
Амплитудно-частотные характеристики всех трех фильтров показаны на рисунке 1.
Анализ характеристик показывает:
Все фильтры обеспечивают полосу пропускания, достаточную для сигнала DVB-T2 (9.14 МГц)
Наилучшую селективность имеет фильтр LFB33500A (48 дБ);
Наименьшую неравномерность АЧХ в полосе пропускания имеет LFB33500A (1.0 дБ);
Наименьшее вносимое затухание у фильтра SF3994A (15 дБ).
Для проектируемого приемника рекомендуется фильтр SF3994A как оптимальный по совокупности характеристик и доступности на рынке.