Электрическую схему фильтра для изготовления представим в виде
 |
Пример 1.2.
Рассчитать фильтр сосредоточенной селекции (избирательности) УПЧ. Фильтр должен иметь следующие характеристики:
1. Полосу пропускания 2 
f=10МГц;
2. Избирательность по соседнему каналу приема S ск=50 дБ;
3. Соседний канал отстроен от промежуточной частоты приемника на 10 МГц.
4. Нагрузками фильтра служат выходное сопротивление усилительного каскада УПЧ равное 200 кОм и входное сопротивление следующего каскада равное 200Ом.
5. Номинал промежуточной частоты приемника fпч=80 МГц.
6. Выходная ёмкость усилительного каскада С вых=2 пФ, входная ёмкость следующего каскада (нагрузки) С вх=5 пФ. Потери фильтра в полосе пропускания должны быть минимальны.
Расчет ФСС.
1. Ввиду высоких требований к избирательности фильтра, (п.2, п.3) целесообразно выбрать фильтр с чебышевской характеристикой затухания.
2. Определим нормированную частоту.
В соответствии с п.1-п.3 и п.5 задания: 2 
МГц; f0 =fпч=80 МГц ; fн=90 МГц ; f –н=70 МГц. Отсюда по формуле (1.6) находим:
3. Пересчитаем заданное ослабление Sск в неперы, считая, что 1дБ=0,115неп.; 
неп
4. Считая допустимую неравномерность затухания в пределах полосы пропускания не более 
0,1неп(0,8дБ) по графику рис.1.5 определяем класс фильтра n=6.
5. В соответствии с п.6 задания целесообразно выбрать схему прототипа рис.1.3а
 |
6. Согласно п.4 задания нагрузка фильтра на клеммах 2-2 R2=200Ом. Вход фильтра (клеммы 1-1) нагружен на большее сопротивление 200кОм, поэтому можно считать r1= 
, и параметры фильтра-прототипа находить из таблицы 1.10.
Выбираем катушки индуктивности с добротностью Q=100
1=0,48; 2=2,87; 3=1,85; 4=2,6; 5=1,6; 6=1,62
0,25неп
7. Пользуясь формулами таблицы 1.13 переходим от элементов прототипа n к элементам фильтра
пФ; 
мкГн; 
1/Ом;
мкГн; 
пФ; 
Ом;
пФ; 
мкГн; 
1/Ом;
мкГн; 
пФ; 
Ом;
пФ; 
мкГн; 
1/Ом;
мкГн; 
пФ; 
Ом
Электрическая схема фильтра без учета потерь в элементах имеет вид
 |
Величина потерь в полосе пропускания фильтра: 0,25неп=2,17дБ
Ввиду того, что нормальный ряд емкостей не содержит конденсаторов менее 1пФ, при изготовлении фильтра следует реализовать емкости С2, С4, С6 на конденсаторах С2=С4=С6=1пФ с последующей подстройкой контуров фильтра. Необходимо учесть также, что С1=Свых+С1’, т.е. конденсатор С1’ = С1 - Свых = 38 пФ – 2 пФ = 36 пФ.
Глава2.
Фильтры СВЧ.
Общие сведения.
В последние годы при рассмотрении СВЧ устройств все чаще стал использоваться аппарат теории цепей как более наглядный и удобный в отличии от ранее господствовавших в технике СВЧ методов электродинамики. Отправным пунктом при построении методов расчета является фильтр прототип. В качестве последнего используется чаще всего фильтр нижних частот на сосредоточенных параметрах.
Аналогично индуктивно-емкостным фильтрам диапазона умеренных частот для апроксимации характеристик затухания фильтров СВЧ используется баттервортовская и чебышевская характеристики рис.1.1 и рис.1.2. Возможные варианты схемы фильтра прототипа рассмотрены далее.
Как известно, на СВЧ в качестве резонаторов используются цепи с распределенными параметрами, а именно, отрезки длинных линий. В диапазоне частот от 300 МГц до 4 ГГц применяются фильтры состоящие из отрезков коаксиальных, полосковых и микрополосковых линий передач.
Ниже рассматривается расчет только полосно-пропускающих фильтров СВЧ, построенных на указанных линиях передач.
Подобные фильтры структурно представляют собой цепочку резонаторов с реактивной проводимостью Вi( 
), связанных между собой инверторами проводимости Ji,i+1 рис.2.1.
 |
Рис.2.1
В этой главе дан расчет некоторых наиболее широко распространенных полосовых фильтров СВЧ по методике [2,3,4].