4.1.3 Расчет выходной фильтрующей системы [2], [3], [4], [17]

Исходными данными для расчета являются:

- нижняя и верхняя рабочие частоты передатчика: ƒ_нп = 463 МГц,

ƒ_вп = 467,5 МГц.

• номинальное нагрузочное сопротивление R_н = 50 Ом;

• допустимое значение КБВ_н нагрузки: КБВ_н = 0,8;

• допустимое значение КБВ_вх на входе ВФС: КБВ_вх = 0,7 из [2], [3];

• допустимый уровень высших гармоник в нагрузке передатчика: а_доп = - 60 дБ;

• дополнительное затухание а_су, вносимое СУ с антенной: а_су =

= - 10 дБ из [2], [3] ;

• относительный уровень n – ой гармоники напряжения или тока на выходе генератора из [2], [3]:

а_г2 = - 30 дБ, а_г3 = -20 дБ.

Порядок расчета:

1. Определим коэффициент перекрытия по частоте передатчика:

=1,0097 (4.1.3.1)

2. Так как < 1,1 … 1,3 , то в нашем случае будем иметь дело с узкодиапазонной выходной фильтрующей системой. В связи с этим полоса пропускания такой системы будет ограничена только снизу. Поскольку в нашем случае требуется отфильтровать только высшие гармоники, то следует применять ФНЧ, у которого потери по сравнению с полосовым фильтром будут примерно в 2 раза меньше.

Определим КБВ_ф, который должен обеспечивать фильтр:

= (4.1.3.2)

3. Неравномерность АЧХ в полосе пропускания:

Δа = 10lg[(1+КБВ_ф)²/4КБВ_Ф] = 0,02 дБ (4.1.3.3)

4. Минимально допустимое затухание а_ф, которое должен обеспечивать фильтр в полосе задержания для n = 2: а_ф ≥ -а_доп + а_г2 + а_СУ = 60 –30 – 10 = 20 дБ.

для n =3 : а_ф ≥ -а_доп + а_г3 + а_СУ = 60 –20 – 10 = 30 дБ.

5. Среди ФНЧ отдадим предпочтение ФНЧ Чебышева, так как у него больше полоса пропускания и, кроме того, при нашей малой неравномерности Δа < (0,1…0,5) дБ путем незначительной подстройки LC элементов фильтров можно добиться точного согласования генератора с нагрузкой на данной частоте передатчика.

6. Найдем порядок фильтра, который практически можно ограничить величиной:

m_опт ≈ (0,1…0,15)*а_ф ≈ 3 (4.1.3.3)

7. Определим нормированную частоту в полосе задержания, на которой необходимо обеспечивать заданное затухание а_ф из [17, рис. П.2.4…П.2.35]: n=2: Ω_{З 2} = 1,98

n=3: Ω_{З 3} =2,97

Итак, в нашем фильтре будет 3 реактивных элемента. (рис.3)

Рис. 3 Схема фильтра.

8. Рассчитаем элементы фильтра:

, (4.1.3.4)

, (4.1.3.5)

, (4.1.3.6)

где коэффициенты α найдем из [17, табл. П.1.14]:

α₁ = 0,6744;

α₂ = 1,202;

α₃ = 1,197.

= = 4,67*10^-10 Ф = 467 пФ.

= 2,1 *10^-6 Гн = 2,1 мкГн.

= 8,4*10^-10 Ф = 840 пФ.