3.3. Проектирование полосового фильтра.
В нашей функциональной схеме для реализации повторной ОБМ есть два балансных модулятора, два фильтра и два гетеродина.
Однополосный сигнал получим подавлением (устранением) из спектра колебаний несущей частоты и нерабочей боковой полосы. Для подавления несущей используем балансные модуляторы (рис.3.1). Предъявляя высокие требования на степень подавления нерабочих составляющих спектра, нужно использовать кольцевой модулятор (КМ). КМ состоит из двух одинаковых балансных модуляторов со встречным включением диодов по ВЧ. В спектре КМ значительно ослаблены составляющие 𝜴, n𝜴, 2ω ± 𝜴 и другие четные составляющие. Теоретически такой модулятор может обеспечить подавление несущей на 45 дБ. Коэффициент передачи модулирующего сигнала меньше единицы (ослабление около 10 дБ). Уровень несущей частоты должен быть в 10 – 100 раз больше уровня модулирующего напряжения.
Составляющая с нерабочей боковой частотой подавляется фильтром. Стандартная полоса частот для модулирующего сигнала низовой системы связи составляет 300 – 3400 Гц. Следовательно, нужно подавить на 45 дБ составляющую спектра, отстающую от рабочей на 600 Гц. Но создать перестраиваемый фильтр с такими крутыми скатами пока нельзя. Поэтому на частоте несущей 500 кГц применяют неперестраиваемый ЭМФ фильтр.
Рис.7. Название?
Для переноса информации в диапазон рабочих частот потребуется еще одно преобразование. На второй БМ воздействует модулирующий сигнал с частотой от 500300 Гц до 503400 Гц. Второй фильтр должен выделить одну из двух боковых полос (верхнюю), отстоящих друг от друга на 1000600 Гц. Это можно осуществить и при помощи простых фильтров, которые могут быть перестраиваемыми. В передатчиках низовой связи обычно имеют место два преобразования. Первый фильтр должен быть ЭМФ, второй – многозвенным LC – фильтром (перестраиваемый, полосовой).
Методика, по которой мы будем рассчитывать фильтр, приведена в [1], и основана на использовании таблиц значений элементов, нормированных по частоте и сопротивлению нагрузки. Определимся с выбором типа фильтра. Известны фильтры Баттерворта, Гаусса, Чебышева, Кауэра и т.д. Однако, в качестве полосовых фильтров используются только фильтры Чебышева и Кауэра, т. к. в процессе преобразования в полосовой фильтр остальные типы теряют линейность фазовых характеристик.
Выберем для построения фильтр Кауэра, т.к. для него необходим выбор гарантированного затухания в полосе задерживания, что облегчает расчет по требуемым данным.
Рис. 8. Частотные характеристики затухания фильтра Кауэра.
По таблицам, приведенным в [1], ищем, сколько звеньев должен содержать фильтр Кауэра, удовлетворяющий нашим требованиям. Находим, n = 7. Таким образом, мы должны построить фильтр Кауэра 7 – го порядка.
Полосовой фильтр (ПФ) можно получить из ФНЧ прототипа. Построим ФНЧ фильтр Кауэра 7 – го порядка по схеме, изображенной на рис. 9.
Рис. 9. ФНЧ фильтр Кауэра 7-го порядка.
Чтобы из него получить требуемый ПФ, выполняют следующие преобразования, указанные на рис.10. После замены элементов ФНЧ прототипа, получим нужный полосовой фильтр Кауэра.
Рис. 10. Методика построения полосового фильта Кауэра на базе ФНЧ фильтра.
В результате преобразований получаем вид ПФ Кауэра 7 – го порядка:
Рис.11 Звено полосового фильтра.