Задание 4
Проектирование ППФ 5ого порядка
Техническое задание
Синтезировать полосно-пропускающий фильтр;
Добиться минимальной переходной полосы между полосой пропускания и полосами заграждения;
Построить АЧХ и КСВН, ФЧХ, ГВЗ и определить его неравномерность, Zeven и Zodd;
Исследовать зависимость потерь (дБ) на частоте среза от добротности элементов схемы;
КСВН в полосе пропускания должен быть не более 1,2;
Уровень затухания в полосе заграждения не менее 20 дБ;
Исходные данные и расчет
fцентр = 110 МГц
fпп = 28,6 МГц
fв = 124,3 МГц
fн = 95,7 Мгц
Rн = 50 Ом
Принципиальная электрическая схема с оптимизированными параметрами (симметричная):
Оптимизированные параметры элементов:
C1=9,3 пФ
C2=35,56 пФ
C3=26,65 пФ
C4=18,36 пФ
C5=13,32 пФ
L1=207,48 нГн
L2=137,94 нГн
L3=72,35 нГн
L4=133,51 нГн
L5=81,27 нГн
R = 50 Ом
График АЧХ и КСВН:
КСВН АЧХ
График ФЧХ:
График ГВЗ:
Неравномерность ГВЗ = 8,104 – 6,803 = 1,301 нс
Зависимость потерь на частоте среза от добротности элементов в логарифмическом масштабе:
Графики Zeven и Zodd:
Параметры |
Требования ТЗ |
Фактические данные |
Центральная частота, МГц |
110 |
110 |
Ширина полосы пропускания, МГц |
28,6 |
27,8 |
Нижняя граничная частота полосы заграждения, МГц |
|
78,9 |
Верхняя граничная частота полосы заграждения, МГц |
|
145 |
Уровень затухания в нижней полосе заграждения, дБ |
-20 |
-20 |
Уровень затухания в верхней полосе заграждения, дБ |
-20 |
-20 |
Переходная полоса, МГц |
|
17,2 |
КСВН в полосе пропускания |
1,2 |
1,2 |
Неравномерность ГВЗ в полосе пропускания, нс |
|
1,301 |
Выводы о выполнении требований ТЗ и полученных результатах:
По результатам синтеза полосно-пропускающая фильтра пятого порядка добились минимальной переходной полосы между полосой пропускания и полосами заграждения (17.2 МГц) и можно сделать вывод, что требования ТЗ выполняются и параметры ФНЧ оптимизированы успешно.
Потери на частоте среза увеличиваются с уменьшением добротности.
Неравномерность ГВЗ 1.301 показывает, что фильтр искажает форму импульсов меньше, чем ФНЧ и ФВЧ пятого порядка.
Задание 5
Исследование частотных характеристик и параметров фильтров на ПАВ в
среде S2VNA (Планар)
Цель работы:
Ознакомиться с работой в программном продукте S2VNA (Планар). Исследовать частотные зависимости S-параметров образцов фильтров на ПАВ.
Проанализировать полученные результаты и сделать выводы о характеристиках фильтров.
Ход работы:
Согласно варианту 2, выбрали файл "70B0.7 TRANSVERSAL Quartz.s2p"
Графики частотных зависимостей S21 и S11:
ГВЗ и S11:
Центральная частота фильтра fЦЕНТР = 70,05 МГц
Ширина полосы пропускания fПП = 856,79 кГц
Нижняя граница полосы пропускания fН = 69,62 МГц
Верхняя граница полосы пропускания fВ = 70,47 МГц
Минимальные потери в полосе пропускания – -16,883 дБ
КП30 = 1,5
КП МИН = 2,65
Неравномерность ГВЗ = 41,5 нс
Вывод:
По результатам выполнения задания ознакомились с работой в программном продукте S2VNA (Планар), исследовав частотные зависимости S-параметров образцов фильтров на ПАВ.
По графику ГВЗ фильтра можно сделать вывод, что фильтр имеет значительную неравномерность. Такой фильтр сильно искажает формы импульсных сигналов.