Компоновочные схемы приёмоусилительных ФЯ МЭА III поколения

4.5.1. Особенности компоновки микроэлектронных приемоусилительных ФЯ обусловлены спецификой их назначения и работы, а именно, следующими характерными свойствами:

- функциональная сложность приемоусилительных ячеек обычно соответствует тому или иному тракту устройства, например тракту УВЧ, УПЧ или УНЧ;

- наличие определенных рабочих частот трактов вызывает необходимость экранировки ФЯ и развязки их по частоте;

- в зависимости от рабочего диапазона частот трактов в конструкциях ФЯ могут быть применены различные частотно-избирательные узлы и микросхемы (ЧИМ), имеющие разные уровни добротности, стабильности и степени планарности конструкции;

- большой динамический диапазон изменения сигнала накладывает требования его последовательного усиления и преобразования, что наиболее полно удовлетворяется компоновкой ФУ и МСБ в виде “линеек”, “цепочек” усиления и преобразования уровня сигнала;

- внедрение в приемоусилительные устройства цифровых способов обработки сигнала приводит к сочетанию в конструкциях ФЯ правил компоновки аналоговой и цифровой МЭА (ячейки ФАП).

4.5.2. В диапазоне частот от сотен килогерц до десятков мегагерц (тракты УПЧ) применяют конструкции ФЯ, выполненные на корпусированных универсальных усилительных ИС ШП и миниатюрных каркасных катушках индуктивности, скомпонованных в виде линеек на печатной плате (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Конструкция аналоговой ФЯ из корпусированных ИС и каркасных катушек: 1 - МПП; 2 - ИС; 3 - навесной ЭРЭ;

4 - каркасная катушка индуктивности с магнитным сердечником; 5 - корпус –экран; 6 - разъем ячейки

Состав: 1) 10 корпусированных ИС ШП (универсальные усилители в корпусе 151.15-4); 2) 12 навесных ЭРЭ (R,C); 3)МПП; L=0,5мГн.

На печатной плате также устанавливаются навесные малогабаритные дискретные элементы (резисторы ОМЛТ-0,125, конденсаторы КМ, К53-18 и др.), а также разъемы высокой частоты (СР-50), низкочастотные разъемы (ГРПП и др.), втулки крепления, экраны и т.п. Катушки индуктивности при добротностях не менее 50...60 имеют диаметр 4...5мм и высоту 8...10мм. Наряду с каркасными катушками индуктивности могут применяться также тороидальные с добротностью 20...30. Высота ИС ШП обычно составляет 5мм, т.е. существует разновысотность в компоновке между ИС и катушками, что приводит к значительному коэффициенту дезинтеграции объема ФЯ.

4.5.3.В диапазоне частот от единиц до десятков-сотен мегагерц в конструкциях ФЯ вместо каркасных катушек применяют корпусированные интегральные пьезофильтры (ИПФ) на объемных волнах (рис. 4.26.). Диапазон рабочих частот- 3...30МГц, на гармониках- до 250 МГц. Для кварцевых ИПФ добротность составляет , стабильность - , для керамических добротность на порядок ниже, а стабильность - . Остальные элементы компонуются так же, как и ранее. Коэффициент дезинтеграции объема здесь меньше; т.к. высота корпусов ИС ШП и ИПФ одна и та же, кстати, и форма корпусов также часто совпадает, например корпус 151.15-4

Рис. 4.26. Корпусированный интегральный пьезофильтр

4.5.4. В конструкциях ФЯ трактов УВЧ (диапазон частот от десятков МГц до единиц ГГц) при тех же правилах компоновки используют корпусированные интегральные пьезофильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с добротностью 100...1000. Конструкция корпусированного ИПФ ПАВ со снятой крышкой показана на рис. 4.27. На пьезоподложке расположены гребенчатые преобразователи, резонансная частота которых равна отношению скорости распределения ПАВ [м/c] к удвоенному периоду решетки [м]. В этом же корпусе на подложке пленочные катушки и резисторы, установлены бескорпусные конденсаторы, т.е. в целом это представляет корпусированную ЧИМ.

Рис. 4.27. Корпусированный интегральный пьезофильтр на поверхностных волнах

4.5.5. В низкочастотных трактах приемоусилительных устройств применяются ЧИМ в виде активных RC –фильтров на операционных усилителях, цифровых и кварцевых фильтров.