Site Loader

Содержание

Полосовые фильтры — фильтры — Учебник 2021

Полосовые фильтры

Глава 8 — Фильтры

Существуют приложения, в которых конкретная полоса, или распространение, или частоты должны быть отфильтрованы из более широкого диапазона смешанных сигналов. Цепи фильтров могут быть сконструированы таким образом, чтобы выполнить эту задачу, объединив свойства низкочастотного и высокочастотного каналов в один фильтр. Результат называется полосовым фильтром. Создание полосового фильтра из фильтра нижних частот и верхних частот может быть проиллюстрировано с использованием блок-схем: (рисунок ниже)

Блок-схема системного уровня полосового фильтра.

То, что вытекает из последовательной комбинации этих двух схем фильтра, является схемой, которая позволит пропускать только те частоты, которые не являются слишком высокими или слишком низкими. Используя реальные компоненты, вот что типичная схема может выглядеть как Figurebelow. Реакция полосового фильтра показана на рисунке (рис. Ниже)

Емкостный полосовой фильтр.
 емкостный полосовой фильтр v1 1 0 ac 1 sin r1 1 2 200 c1 2 0 2, 5u c2 2 3 1u rload 3 0 1k .ac lin 20 100 500 .plot ac v (3) .end 
Реакция емкостного полосового фильтра достигает максимума в узком диапазоне частот.

Полосовые фильтры также могут быть сконструированы с использованием индукторов, но, как упоминалось ранее, реактивная «чистота» конденсаторов дает им преимущество в конструкции. Если бы мы разработали полосовой фильтр с использованием индукторов, он мог бы выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

Индуктивный полосовой фильтр.

Тот факт, что секция высокочастотного прохода становится «первой» в этой конструкции, а не в секции нижних частот, не имеет никакого значения для ее общей работы. Он все равно будет фильтровать все частоты слишком высокими или слишком низкими.

Хотя общая идея объединить фильтры нижних частот и высоких частот вместе для создания полосового фильтра звучит, это не лишено определенных ограничений. Поскольку этот тип полосового фильтра работает, полагаясь на любой из секций, чтобы блокировать нежелательные частоты, может быть сложно создать такой фильтр, чтобы обеспечить беспрепятственный проход в желаемом частотном диапазоне. Как низкочастотные, так и высокочастотные секции всегда будут блокировать сигналы в некоторой степени, и их совместное усилие в лучшем случае компенсирует ослабленный (уменьшенный амплитудный) сигнал даже на пике диапазона частот «полосы пропускания». Обратите внимание на кривую кривой в предыдущем анализе SPICE: напряжение нагрузки этого фильтра никогда не поднимается выше 0, 59 вольт, хотя напряжение источника является полным вольт. Это ослабление сигнала становится более выраженным, если фильтр спроектирован так, чтобы быть более избирательным (более крутая кривая, более узкая полоса пропускаемых частот).

Существуют другие способы достижения полосовой работы без ущерба для силы сигнала в полосе пропускания. Мы обсудим эти методы немного позже в этой главе.

  • ОБЗОР:
  • Полосовой фильтр работает, чтобы вырезать частоты, которые являются слишком низкими или слишком высокими, обеспечивая легкий проход только к частотам в определенном диапазоне.
  • Полосовые фильтры могут быть созданы путем укладки фильтра нижних частот на конце фильтра верхних частот или наоборот.
  • «Attenuate» означает уменьшение или уменьшение амплитуды. Когда вы выключаете регулятор громкости на вашем стерео, вы «ослабляете» сигнал, отправляемый на колонки.

Russian HamRadio — КВ приемник мирового уровня – это очень просто. ГЛАВА 22. Схемотехника полосовых диапазонных фильтров.

ГЛАВА 22. Схемотехника полосовых диапазонных фильтров.

“Аматор”: Снявши голову, по волосам не плачут! Мы с Незнайкиным за эти дни изготовили и отладили стабилизатор напряжения по предложенной Вами, уважаемый Спец, и прочувствованной нами принципиальной электрической схеме. Теперь можно было бы приступить и, собственно, к приемнику, я полагаю?

“С”: Давно пора! И начнем мы, прежде всего, вот с какого момента… Вы не припомните, друзья, с чего начинается театр?

“Н”: Я слышал, что классики настаивают на том, что театр начинается с вешалки!

“С”: И они совершенно правы! Впрочем, на то они и классики! Но, в таком случае, радиоприемник начинается с определения ДИАПАЗОНА ПРИНИМАЕМЫХ ЧАСТОТ! В нашем случае, в этот диапазон должны входить ВСЕ короткие волны! Причем не в печальном советско-обрезанном виде, а начиная с 10

-метрового диапазона!

“А”: Но ведь официально, КВ-диапазон начинается с 11 метров?

“С”: Читай чаще классику, дружище! Как говаривал незабвенный Коровьев Фагот — ВСЕ ЭТО ЗЫБКО И УСЛОВНО

! Да вот, чтобы за примером далеко не ходить! Вот передо мной журнал “Радио Аматор” № 8 за 1996 г. В интереснейшей статье А. Егорова читаем: “В общем случае короткими волнами (KB) считают волны длиной 10—200 метров (частоты 1,5—30 МГц), хотя в прошлом выпуске рубрики участок волн 100—200 метров мы причислили к СРЕДНИМ волнам. Дело в том, что с физической точки зрения четкой границы между этими диапазонами НЕТ … в приемной аппаратуре (особенно служебной) КВ-диапазон начинается с 1,5 МГц”. Так вот, я предлагаю верхней границей приема считать 30 МГц!

“Н”: …Согласие есть продукт непротивления…

“А”: Ты, Незнайкин, славно излагаешь! Но, уважаемый Спец! Это сколько же потребуется поддиапазонов!? Давайте подсчитаем… Итак: 11 м; 13 м; 16 м; 19 м; 25 м; 31 м; 41 м; 49 м; 65 м; 75 м. Итого — десять поддиапазонов! Это только в области коротких волн! А если сюда еще прибавить ДВ, СВ и УКВ?

“С”: Не хотел я об этом, но если ты так настаиваешь… Ты, надеюсь, заметил, что на KB есть участки, которые не принимаются вообще?

“А”: Естественно, заметил…

“С”: Кроме того, на Всемирной административной конференции по радиовещанию, проходившей в 1992 году, было принято решение о введении в эксплуатацию в начале 21 века НОВЫХ КВ-поддиапазонов! Еще по одному на участках 16 м;19 м; 25 м; 31 м; 41 м и 49 м! Кроме того, вводятся новые поддиапазоны: 2

2 м и 15м. Так что смело можешь их тоже приплюсовать к перечисленным тобой ранее…

“А”: Но ведь в иностранных радиоприемниках тоже применяется разбиение на растянутые КВ-диапазоны!

“С”: Да, применяется! Но ранее только в дорогих, а теперь во многих моделях даже среднего класса предусмотрена возможность перехода на НЕПРЕРЫВНУЮ ШКАЛУ приема! Мы ведь упоминали, например, “Satellit 6001”? Там предусмотрена такая возможность!

“Н”: А почему вообще нельзя вместо растянутых КВ-поддиапазонов ввести непрерывную шкалу?

“С”: Ввести можно! Но вот будет ли от этого толк? Дело в том, что все упирается в проблему шумов и помех! Применение растянутых поддиапазонов ограничивает полосу приема в каждом из них величиной, находящейся в пределах от нескольких сотен килогерц до величины, несколько превышающей 1 МГц! Применение во входных контурах резонансной перестройки не спасает ситуацию. Поскольку, особенно на высокочастотных участках KB, даже в этом случае настройка не может быть сделана достаточно острой.

“А”: Получается, что, расширив поддиапазон, мы только увеличим уровень помех?

“С”: Если исходить из прежних схемных решений, то да! Но не забывайте, что нами принята иная концепция — радиоприемник с преобразованием первой промежуточной частоты ВВЕРХ! В этом случае вместо резонансного усилителя радиочастоты, стоящего в прежних моделях ПЕРЕД смесителем, мы применяем ШИРОКОПОЛОСНЫЙ усилитель радиочастоты, перекрывающий ОДНОВРЕМЕННО ВЕСЬ КВ-диапазон!

“А”: Но как же сильно, в этом случае, возрастет уровень помех!

“С”: Природа парадоксальна! Применение широкополосного УВЧ, прежде всего, приводит к УМЕНЬШЕНИЮ искажений! Что же касается помех, то ситуация здесь следующая. Многолетние исследования на сей счет, проходившиеся специалистами различных Стран, показали, что наиболее рациональным является применение, так называемых, ПОЛУ РАСТЯНУТЫХ поддиапазонов!

В нашем случае предлагается следующее разбиение:

1-ый поддиапазон — 30,0—25,0 МГц;
2-ой поддиапазон — 25,0—22,0 МГц;
3-ий поддиапазон — 22,0—18,0 МГц;
4-ый поддиапазон — 18,0—15,0 МГц
;
5-ый поддиапазон — 15,0—12,0 МГц;
6-ой поддиапазон — 12,0—9,0 МГц;
7-ой поддиапазон — 9,0—7,0 МГц;
8-ой поддиапазон — 7,0—5,0 Мгц.

“А”: Что это дает?

“С”. Прежде всего, мы исключаем малоэффективные перестраиваемые резонансные системы из входных цепей. Технически, перечисленные выше | диапазоны, будут сформированы на основе, так называемых, ПОЛОСОВЫХ ФИЛЬТРОВ.

“Н”: А что такое полосовой фильтр?

“С”: Для пояснения этого обратимся к старому методу, который никогда нас не подводил — к рисунку! Представим себе, что необходимую нам полосу пропускания D f, мы пытаемся сформировать с помощью одиночного колебательного контура, АЧХ которого, как известно, напоминает “колокол” (рис. 22.1).

 

“А”: Но очевидно, что нормальная ситуация будет только на частоте f

0, поскольку по мере удаления от этой частоты сигнал на входе приемника будет ” падать, что равнозначно ухудшению чувствительности.

“Н”: И, кроме того, пьедестал “колокола” предоставит неплохую возможность проникать на вход приемника помехам и сигналам частот, которые лежат ВНЕ полосы пропускания

“С”: Вы все правы! Помимо всего j прочего, это ведь приводит еще и к увеличению полосы шумов! В общем, пора подвести итог!… Характеристика, которую имеет ОДИНОЧНЫЙ колебательный контур нам совершенно не подходит! Ну, а какую характеристику мы могли бы считать ИДЕАЛЬНОЙ?

“А”. Прямоугольную, с шириной полосы основания точно равной D f !

“С”: Умри — лучше не скажешь! Но… “гладко писано в бумаге, да забыли про овраги, а по ним ходить!” Над формированием подобных ИДЕАЛЬНЫХ характеристик радиоинженеры бьются уже десятки лет! В разных радиосистемах, путем применения сложных контуров, удается в той или иной степени ПРИБЛИЗИТЬСЯ к этому идеалу! Кстати, именно эта задача сейчас и стоит перед нами ..

“А”: Ну, а что Вы можете предложить по этому поводу, уважаемый Спец?

“С”: Систему полосовых фильтров, которые давно исследованы и применяются в некоторых профессиональных американских приемниках

. Вот ее основной “кирпичик”. Я изобразил ниже типичную АЧХ такого полосового фильтра для случая нашего самого высокочастотного поддиапазона 25,0-30,0 МГц (рис. 22.2)!

 

“А”: На этой схеме я вижу ТРИ катушки индуктивности. Но что приятнее всего — ВСЕ они очень просты! На них нет отводов. И на каждом каркасе размещена только одна обмотка!

“С”: А это, как мы еще не раз убедимся, исключительно выгодное обстоятельство!

“Н”: А что означают значки со стрелками возле каждой индуктивности?

“А”: Так принято изображать наличие в катушке перестраиваемого сердечника. В нашем случае применяются сердечники на основе карбонильного железа. Цилиндрические, резьбовые.

“Н”: Но верхний участок АЧХ не совсем плоский!

“С”: В данном случае лучшего просто не требуется! Вот таким образом, с помощью подобных полосовых фильтров, общим числом — ВОСЕМЬ, будет перекрыт, без каких-либо пропусков, интересующий нас диапазон коротких волн!

“А”: А почему мы “забыли” участок от 1,5 до 5 МГц?

“С”: Мы не забыли, просто, как мне представляется, это не очень интересный для “путешествий по эфиру” участок! Но в чем проблема? Добавь еще парочку полосовых фильтров и все дела…

“А”: Меня еще интересует такой вопрос: а как все это должно коммутироваться

.

“С”: С помощью миниатюрных специализированных реле. Тем более что имеется некоторый нюанс, очень неприятный, который совершенно не учитывался ранее. Представьте себе, что мы выбрали один из поддиапазонов и осуществляем на нем прослушивание радиостанций. Что в это время будет происходить с остальными полосовыми фильтрами?

“Н”: С теми, которые в данный момент НЕ ПОДКЛЮЧЕНЫ ни к антенне, ни к усилителю?

“С”: Совершенно верно! Итак…

“А”: Ну и странный вопрос! Они же ни к чему не подключены, вы же сами сказали! Да ничего в них не может происходить… Их как будто вообще нет!

“С”

Вот именно — “как — будто”! А они, между прочим, есть! И, представьте себе, живут своей нормальной электромагнитной жизнью! КАЖДЫЙ из неподключенных полосовых фильтров, воспринимает окружающую электромагнитную обстановку! А равно и спектральные всплески, возникающие в различных точках приемника. И ОТВЕЧАЕТ на это ДЕСЯТКАМИ ПОЛНЫХ ПЕРИОДОВ затухающих в этих полосовых фильтрах колебаний, порожденных этими всплесками! И наводит их не только в себе, ной в катушках РАБОТАЮЩЕГО В ДАННЫЙ МОМЕНТ диапазона!

“А”: Ничего себе! А ведь и правда, я не встречал еще, чтобы во входных контурах в отдельные латунные экраны помещались диапазонные катушки!

“С”: А как можно видеть то, чего не существует? Но все эти катушки, в действительности, ОЧЕНЬ чувствительные компоненты! Поэтому размещение всего блока полосовых фильтров под общим экраном (как это давно делается в профессиональных приемниках) вопрос закрыть не может!

“Н”: Ну, а разве применение реле может помочь в этом вопросе?

“С”: И еще как! Особенно в том случае, если их подключить так, как показано на рис. 22.3.

 

“Н”: А сокращения “Н.Р.” и “Н.З.” — означают НОРМАЛЬНО РАЗОМКНУТЫЙ и НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫ И контакты?

“А”: Правильно! Тем более, что этот вопрос был задан тобой в качестве чисто риторического! 

“С”: Таким образом, все полосовые фильтры, кроме задействованного, полностью закорочены на землю (на корпус прибора). Поэтому НИКАКОГО мешающего влияния они не оказывают. Их обмотки запитываются постоянным током, поэтому подводящие провода могут иметь значительную длину и, в то же время, не являться источником помех и наводок!

“А”: Получается, что применение миниатюрных реле типа РЭС-49 в полосовых фильтрах способно отлично справиться с решением задачи переключения и коммутации КВ-поддиапазонов. Ну, теперь выход блока полосовых фильтров можно через аттенюатор прямо подключить ко входу широкополосного УВЧ!

“С”: Да, если бы вопрос высокочастотного аттенюатора был нами уже решен. Мы уже говорили о том, какой электронный компонент можно взять за основу такого ВЧ-аттенюатора?

“А”: Ну да, мы ведь говорили о р—i—n-диодах… Но еще никак не комментировали пригодность для этой цели ОПТРОНОВ. Мне также приходилось встречать схемы очень простых, но эффективных ВЧ-аттенюаторов, представляющих из себя Т-образное включение резисторов, которые можно подключать в ВЧ-цепи также с помощью контактов реле. Так какой же принцип выбрать?

“С”: Оптроны для этой цели не годятся только из-за того, что минимальное сопротивление их резисторного элемента составляет СОТНИ ОМ. А в ВЧ-цепях необходимы значительно меньшие величины.

“А”: В идеале, близкие к нулю?

“С”: В идеале, ДА!

“Н”: А почему, в конце концов, не применить схему на р—i—п-диодах?

Что, там настолько сложная схема управления?

“С”: Схема, как схема! Основные сомнения относительно р—i—п-диодов возникают только тогда, когда речь заходит об их линейных свойствах по отношению к ВЧ-сигналу. Особенно в том случае, если ВЧ-сигнал имеет достаточно большую амплитуду…

“А”: Но релейные, простые аттенюаторы могут работать только в двух режимах. Или включен, или не включен! А если включен, то ослабляет входной сигнал в определенное число раз. В то время как р—i—n-диоды позволяют ПЛАВНО регулировать величину сигнала! Они, следовательно, хорошо поддаются непрерывному регулированию!

“С”: В том то и дело! Ведь мы, применяя простейший аттенюатор, должны выбирать одно из двух. Или мы просто выводим на панель управления приемника тумблер, посредством которого осуществляем включение Т-образного (или П-образного) резисторного делителя в те моменты, когда, как нам кажется, это требуется. Или же мы вводим дополнительную электронную систему, которая сама управляет моментом включения—выключения аттенюатора, но если уровень входного

сигнала будет колебаться как раз на грани срабатывания автоматики, то слушать станцию будет очень неприятно. ;

“Н”: Так как же поступить?

“С”: Я предлагаю следующее. Вот здесь я привожу схему простейшего аттенюатора. Если вы не захотите экспериментировать — примените именно ее! Как самый простой вариант. В этом случае управление аттенюатором осуществляется вручную или автоматически с помощью реле типа РЭС-49 или РЭС-80 (рис. 22.4).

 

“А”: Ну, а второй вариант, с использованием р—i—п-диодов?

“С”: Этот вариант мне лично представляется даже более предпочтительным. Используя достаточно простой р—i—n-аттенюатор, на диодах типа КА-509А, можно добиться очень неплохих результатов. Так я, в свое время, проводил подобные эксперименты. В диапазоне частот, соответствующем КВ.

“Н”: А как относительно их нелинейных свойств?

“С”: Имеются в виду р—i—n-диоды? Должен сказать, что уже при токе управления 4—5 мА, р—i—n-диоды типа КА-509А имеют ничтожное прямое сопротивление.

При этом НИКАКОГО искажения формы входного сигнала я не наблюдал!

“А”: А какова была максимальная амплитуда входных сигналов в ваших экспериментах?

 

“С”: Около 300 милливольт! Большие сигналы меня просто не интересовали!

“А”: Ну, а как насчет пределов регулировки?

“С”: Все зависит от тока управления. При его уменьшении до нуля, во всех участках КВ-диапазона наблюдалось почти полное не прохождение сигнала. Поэтому, входной аттенюатор для нашего приемника будет иметь следующую принципиальную схему (рис. 22.5).

“А”: А что представляет из себя схема управления?

“С”: Мы займемся ею несколько позднее. Вот теперь-то и настала пора определиться со схемой малошумящего широкополосного усилителя высокой частоты.

Именно с обсуждения этого вопроса и начнется наша следующая встреча.

Диапазонные полосовые фильтры самодельного трансивера

Главная » Разное » Диапазонные полосовые фильтры самодельного трансивера

Диапазонные полосовые фильтры. Схема ДПФ для трансиверов и радиопрёмников.

А на кой шайтан-узбек сдались нам эти ДПФы?

Возьмём, к примеру, Дегенов, Туксанов и прочих апологетов традиционной китайской цивилизации.
Молодцы ведь — пашут, и не жужжат. Простенько и со вкусом — без всяких там излишеств!
Две водки, три пива, селёдка и цельная буханка хлеба — скромный спартанский менталитет, воплощённый в схемотехнике и конструктиве.

Так вот. Пашут — и молодцы!
И должны пахать всеми корпусами на полную глубину, оправдывая высокое звание супергетеродинов с двойным преобразованием частоты и высокой первой промежуточной частотой.
А чтобы вспашка была качественной, нужно следить, чтобы амплитуда сигнала, поступающего на антенный вход электроплуга, не превышала уровня, отведённого ей динамическим диапазоном.

Динамический диапазон подобных радиоприёмников ограничен цифрой 80дБ, а это значит, что при чувствительности приёмника 1мкВ, максимальная амплитуда входного сигнала, перевариваемая агрегатом, составит величину 1мкВ x 10000 = 10мВ. Подадите больше, начнёт пожужживать. Ещё больше — услышите кашу из интермодуляционных шумов и продуктов искажений.

И не знать бы всего этого геморроя, если бы закон диалектического развития (мать его) не отвернул бы нас от комнатной магнитной рамки в сторону полноразмерной антенны, или, хотя бы, просто длинного куска провода, согласованного с 50-омным входом приёмника.

А тут? Какие там 10мВ, особенно в условиях города?
Широчайший спектр сигналов, начиная от 50-герцовых сетевых наводок, кончая мощными УКВ ЧМ-станциями, наведут на длинную антенну совокупную ЭДС, исчисляемую десятками, а то и сотнями милливольт.

Вот, собственно говоря, для того, чтобы очистить, поступающие на вход приёмника сигналы от всякой внеполосной дряни и уменьшить их совокупную амплитуду до приемлемого уровня, не прибегая к помощи аттенюатора, и служат диапазонные фильтры.

Всё вышесказанное относится и к простым приёмникам прямого преобразования с диодными, либо интегральными смесителями.

Несколько другая история связана с SDR-ами и ППП со смесителями на быстродействующих ключевых элементах. Здесь параметр реально достижимого динамического диапазона составляет величину 110-115 дБ, и на первый план выходит функция полосовых фильтров по подавлению паразитных каналов приёма на нечётных гармониках. И функция эта настолько важна, что можно уверенно заявить — без полосовых фильтров приёмник прямого преобразования нормально работать не будет.

Описывать многообразие различных схемотехнических решений диапазонных фильтров в рамках данной статьи я не вижу особого смысла, поэтому сразу приведу схему ПФ, являющуюся основным, базовым вариантом современных радиоприёмных конструкций высокого класса.

Рис.1

Подробно эти фильтры 3-7 порядков мы рассматривали на странице  ссылка на страницу.
Там же можно произвести онлайн расчёт этих фильтров для любых частот и характеристических сопротивлений.

К преимуществам данных фильтров можно отнести минимальные потери и максимально плоскую АЧХ в полосе пропускания.
Крутизна спада АЧХ вне полосы пропускания составляет величину 43 дБ/октаву.
Причём, характеристики подобных фильтров не так сильно зависят от точности подбора номиналов конденсаторов и катушек индуктивности, как от строгого соблюдения рассчитанных параметров входного и выходного сопротивлений.

В качестве входного у нас выступает сопротивление приёмной антенны, согласованное с волновым сопротивлением коаксиального кабеля.

А теперь давайте прикинем — в каких хуторах и селениях нам искать следы антенны с постоянным и неизменным 50-омным сопротивлением во всём непрерывном КВ диапазоне?
Ни в каких! Запаришься искать такую антенну, если только она не снабжена активным согласующим устройством.

Чтобы не ограничивать сферу применения наших полосовых диапазонных фильтров исключительно активными антеннами, подобное согласующее устройство придётся предусмотреть в составе схемы ДПФ.
Причём на первый план здесь выходит ключевая задача — превысить параметры, определяющие динамический диапазон приёмника. Зададимся цифрой этого параметра — не менее 120 дБ.

В результате получилась следующая схема.

Рис. 1

А подробно обсудим её — на следующей странице.

 

Полосовые фильтры | Фильтры | Учебник по электронике

  • Сетевые сайты:
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Последний
    • Проектов
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Обзор рынка
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Мнение
    • Интервью
    • Особенности продукта
    • Исследования
    • Форумы
  • Авторизоваться
  • Присоединиться

0:00 / 0:00

  • Подкаст
  • Последний
  • Подписывайся
    • Google
    • Spotify
    • Яблоко
.

Полосовые фильтры RF — все RF

Поиск полосовых фильтров RF Полосовые фильтры

RF — это высокочастотные фильтры, которые используются для блокировки нежелательных сигналов в беспроводной системе. Полосовые фильтры имеют центральную частоту и полосу пропускания, они пропускают только сигналы, которые находятся в пределах указанной полосы пропускания. Сигналы за пределами этой полосы пропускания значительно ослабляются. При поиске или выборе полосового фильтра RF следует учитывать следующие параметры:

Тип: Существует много типов фильтров BPF — SAW, Cavity, Notch, Ceramic и т. Д.Тип можно выбрать в зависимости от приложения и конфигурации системы, в которую вы планируете интегрировать фильтр.

Частота: Частоту фильтра BPF можно указать двумя способами. Первый — это простая минимальная и максимальная частота. Фильтр позволит сигналу между минимальной и максимальной частотой пройти и ослабить любые сигналы за пределами этого диапазона. Другой способ указать частоту — указать центральную частоту и полосу пропускания, полосу пропускания можно рассчитать как min = Центральная частота — BW / 2 и max = Центральная частота + BW / 2.

Вносимые потери: Каждый фильтр, независимо от того, насколько хорошо он сделан, будет иметь некоторые потери в полосе пропускания. Чем ниже вносимые потери, тем лучше производительность фильтра.

Затухание / изоляция: Это еще один очень важный параметр, он сообщает вам уровень затухания или изоляции для любого сигнала вне полосы пропускания.

все, что RF перечислил полосовые фильтры RF от ведущих производителей. Используйте фильтры, чтобы находить и сравнивать фильтрующие продукты разных производителей.Загрузите спецификации и получите расценки на продукты, соответствующие вашим требованиям. Ваш запрос направлен производителям и их дистрибьюторам, которые свяжутся с вами напрямую.

.

Полосовой фильтр

Детали
Просмотров: 127807

Этот комплект полосового фильтра (BPF) предназначен для фильтрации входного сигнала приемника.В нем используется популярная схема с двойной настройкой, которая надежна и проста в сборке, не требуя доступа к специальному оборудованию. Доступны комплекты для 10 ВЧ-диапазонов 160, 80, 60, 40, 30, 20, 17, 15, 12 и 10 м. В комплекте используется высококачественная двусторонняя печатная плата с шелкографией, паяльной маской и металлизацией сквозных отверстий. Конденсаторы, входящие в комплект, представляют собой высококачественную ВЧ керамику типа C0G (она же NP0 — околонулевой температурный коэффициент). Предназначен для комплекта LPF с релейной коммутацией или для ваших собственных проектов!

Нажмите!
Магазин на заказ

$ 4.90

Комплект полосового фильтра такого же размера, как и наш комплект LPF, 1,5 x 0,5 дюйма (38,1 x 12,7 мм). Таким образом, этот комплект можно использовать с нашим комплектом фильтров с релейной коммутацией. Он имеет входное и выходное сопротивление 50 Ом. Пожалуйста, прочтите инструкции по сборке комплекта (см. Ниже) для получения более подробной информации о схеме, компромиссах при проектировании, конструкции и процедурах регулировки.


Инструкция по монтажу

Печатные инструкции НЕ входят в комплект.Вы можете скачать инструкции по сборке вашей печатной платы по ссылкам ниже.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы загрузить инструкции по сборке набора BPF.
ПЕРЕВОД НА ФРАНЦУЗСКИЙ Щелкните здесь, руководство по сборке на французском языке, автор Мишель ON4LAU


Комплект фотографий


10-полосный комплект!

Вот полный набор из 10 комплектов BPF, по одному для каждого диапазона HF от 160 до 10 м. Побалуйте себя! ЛЕГКИЙ ЗАКАЗ, набор в один клик, здесь!

.

Полосовой фильтр для любительских радиодиапазонов HF и VHF

При создании приемника прямого преобразования и приемопередатчика BITX мне потребовались полосовые фильтры или BPF для нескольких диапазонов. Я нашел этот простой в создании дизайн где-то в Интернете. Я много узнал об этом и от VU2ASH, моего старшего. В нем указаны значения L и C почти для всех любительских диапазонов на HF и VHF. Кроме того, для обмоток используются стандартные IFT 10,7 МГц типа TOKO, настроенные на Slug (L). Вы можете использовать 2 IFT или 3 IFT в зависимости от того, насколько резким вы хотите, чтобы ваш фильтр был.Емкость фиксированная, а индуктивность переменная. Вот значения L и C и принципиальная схема для создания фильтра.

Некоторые моменты, которые следует помнить при создании этого типа фильтра:

  • Если вы не используете оригинальные IFT производства TOKO, то количество витков может немного отличаться, на 1 или 2 витка для получения желаемой индуктивности.
  • Установите обороты таким образом, чтобы желаемая индуктивность была достигнута, когда пробка установлена ​​в середине IFT, чтобы получить диапазон настройки для достижения желаемых частот.
  • C3 и C5 устанавливает полосу пропускания фильтра.
  • Резкость юбок фильтра зависит от Q фильтра. Это, в свою очередь, зависит от значений L и C. Чтобы получить более резкий фильтр (с узкой полосой пропускания), увеличьте индуктивность L и уменьшите емкость C (то есть L1,2,3 и C1,2,4).

Перечисленные ниже типы IFT распространены на рынке. Если TOKO недоступны, подойдет любой тип FM или IFT 10,7 МГц. Эти фотографии собраны из интернета:

Различные типы IFT

Вот как будет выглядеть созданный полосовой фильтр для определенной полосы:

Изображение предоставлено VU2ASH.

Простой способ установить правильную полосу пропускания этого фильтра — пропустить сигнал VFO (я использую DDS) через фильтр и измерить выходной сигнал с помощью RF-зонда на мультиметре в диапазоне мВ. Настройте и установите импульс L1 для более низкой частоты (F1) и максимального выхода мВ, а L2 для выхода более высокой частоты (F2) и самого высокого мВ согласно значениям в таблице выше.

Я намерен объединить несколько из этих фильтров для использования с BITX, сделав его многополосным трансивером, переключающим их с помощью DDS VFO на базе Arduino.Сообщите мне, как вы создали и использовали эти фильтры, а также о любых улучшениях или проблемах, о которых вы хотите сообщить в разделе комментариев ниже.

Amogh Desai

Системный администратор по профессии, технический специалист и лицензированный радиолюбитель с позывным VU3DES. Он интересуется технологиями, радиолюбительством, домашним пивоварением электроники, FOSS, фотографией и прочими технологиями. Он использует этот блог, чтобы делиться своими взглядами и идеями с людьми, разделяющими схожие интересы.

Последние сообщения от Amogh Desai (посмотреть все)
.

АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

РАЗДЕЛ 3. РАДИОПОМЕХИ В ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ СВЯЗИ.

Сейчас обострился вопрос помехозащищенности аппаратуры. Это связано с тем, что модернизируются и, как правило, умощняются старые вещательные передатчики, открываются новые ведомственные и частные вещательные и связные радиостанции. Развивается сеть сотовой связи. К сожалению, часто эти передатчики располагаются внутри города и создают сильные помехи радиоприему.

Например, в Белгороде вещательная станция, работающая на 1600 кГц, блокирует простые приемники 160 метрового диапазона, некоторые ведомственные станции дают сильные помехи на 30, 80 и 40-метровом диапазоне. Системы служебной УКВ связи мешают работе на 144 мГц. Мощные сигналы УКВ вещания “забивают” более слабые сигналы УКВ станций других городов – Харькова и Старого Оскола. Системы УКВ связи, работающие в диапазоне частот около 50 мГц, мешают наблюдению за работой любительских станций на этом интересном диапазоне. Такая же примерно ситуация и в других городах, и это вполне естественно. В наше время обойтись без средств коммуникации невозможно, а побочным действием любого передат-чика являются и помехи или блокирование приемника.

Единственный путь, который возможен в этом случае для обеспечения нормальной работы приемника – это ослабление уровня помех. Именно сильный сигнал, поступающий на вход приемника, является наиболее опасным воздействием на него. Кроме блокирования приемника этот сигнал играет роль сигнала гетеродина, может перегрузить смеситель и вывести его за пределы нормальной работы, полностью исключив тем самым прием на каком-либо участке диапазона.

 

1. Устранение помех в диапазонах СВ — КВ.

Наиболее простой фильтр, который ослабляет сигналы станций примерно на 3-10 дБ, больше на НЧ и меньше на ВЧ, изображен на рис.1.

Он представляет собой два-три витка связи, расположенных один внутри другого. С помощью такого фильтра можно значительно ослабить помехи от мощных ДВ – СВ станций и даже обеспечить нормальный прием при воздействии мощной соседней помехи.

Но в некоторых случаях, когда мешающий сигнал очень сильный, такой фильтр может не спасти от перегрузки приемника.

Тогда можно попытаться использовать простейшие режекторные фильтры, т.е. фильтры, настроенные на конкретный мешающий сигнал. Наиболее простой фильтр выглядит, как показано на рис.2.

Он представляет собой контур, настроенный на частоту мешающей станции, включенный в цепь антенны. Контур должен быть выполнен по возможности максимально добротным для того, чтобы обеспечить приемлемое подавление мешающей станции. Лучший вариант, если конденсатор контура будет воздушным.

Если обеспечить подстройку контура, то можно проводить режекцию мешающих сигналов в некотором диапазоне частот. Но практика показывает, что такой простой фильтр часто не обеспечивает удовлетворительное ослабление мешающего сигнала.

Очень хорошо работают фильтры, показанные на рис.3. В простом фильтре, изображенном на рис.3а, используется одиночный контур, настроенный на частоту мешающей станции. Если же в месте приема действует несколько мешающих сигналов, то можно использовать фильтр, показанный на рис.3б. В этом случае один контур настроен на одну частоту, а другой на другую.

Все эти фильтры обратимы, т.е. теоретически нет разницы, куда подключать антенну, а куда приемник, но на практике может оказаться, что разница есть, хотя и небольшая. Конструктивно эти фильтры выполнены в стеклотекстолитовых, тщательно пропаянных коробках, после настройки фильтр полезно закрыть фольгированным стеклотекстолитом и тщательно запаять.

В некоторых случаях может потребоваться использование аттенюаторов с регулируемым ослаблением. Для этого удобно использовать устройство, изображенное на рис.4. Оно представляет собой две одинаковые катушки диаметром по 15 мм, имеющие 5-10 витков и расположенные параллельно друг другу, между которыми вращается заслон из фольгированного текстолита. При перпендикулярном положении заслонки относительно витков катушек затухание минимально, при параллельном расположении – затухание максимально.

Этот аттенюатор обеспечивает начальное затухание в 3-6 дБ и конечное в 20-40 дБ в зависимости от диапазона и работает “мягче”, чем обыкновенный резисторный аттенюатор. Этот аттенюатор можно модернизировать, введя в него режекторные контуры, как в фильтре на рис.3. Полезно один из контуров настроить на частоту ПЧ, а другой – на частоту мощной мешающей станции. Следует отметить, что полоса режекции тщательно наполненных контуров может составлять от 10 КГц на 1,6МГц до 500КГц на 30МГц.

Но иногда мешающих станций слишком много, и рабочие частоты их заранее не определены. В этом случае для их режекции необходимо иметь много фильтров, причем желательно с возможностью регулировки их частоты. В этом случае лучшим выходом будет использование полосовых фильтров. Тщательно изготовленный диапазонный фильтр может помочь избавиться о помехи, производимой станцией, работающей в 10-20 кГц от частоты приема. Естественно, что контур, используемый в диапазонном фильтре, должен быть максимально добротным. Следует отметить, что как в режекторных, так и в диапазонных фильтрах не рекомендуется использовать катушки на ферритовых сердечниках. Использование же катушек без сердечников подразу    мевает то, что они должны быть выполнены из толстого провода и конденсаторы, используемые в этих контурах, должны быть с воздушным диэлектриком.

В литературе приводится много вариантов диапазонных фильтров, но все они подразумевают использование сдвоенных, строенных конденсаторов переменной емкости. Мной опробован более простой вариант фильтра, в котором используется лишь один конденсатор переменной емкости и этот фильтр имеет довольно-таки узкую полосу пропускания (рис.5).

Он представляет собой настраиваемый контур, помещенный в стеклотекстолитовую коробку. С двух концов катушки находятся по витку связи – один с антенной, другой с приемником. Конденсатор желательно использовать с максимальной емкостью не более 100 пФ. В такой фильтр также можно включить режекторные контуры, как на рис.3.

Фильтры, показанные на рис.1-5 хорошо работают на частотах до 30 мГц. На частотах выше этих, контуры уже имеют малую индуктив-ность по сравнению с емкостью конденсаторов и, вследствие этого, малую добротность. Отсюда следует, что их действие будет малоэффективно, хотя режекторы все же дадут эффект на частотах вплоть до 70 мГц. В этом случае режектор имеет вид на рис.6 – конденсатор переменной емкости и бескаркасный контур на 3-6 витков провода 1-2 мм и диаметром 5-10 мм. Настройка на частоту режекции (50-70 МГц) производится подстройкой конденсатора и подстройкой катушки.

 

2. Устранение помех от УКВ станций.

Использование фильтров на рис.1, 3, 4, 5 защищает приемник от поражения атмосферным электричеством. Как уже отмечалось, обычными фильтрами, выполненными на сосредоточенных элементах, трудно добиться приемлемых параметров при работе на УКВ. Но и на УКВ необходимость в режекторных фильтрах высока. Например, в Белгороде местный телецентр работает на 6 канале, а Харьковский “коммерческий” телецентр на 5 и 7 ТV канале. В результате блокировки местным телецентром прием Харьковского телецентра в районах вблизи телевышки невозможен. В таких случаях может быть полезен режекторный фильтр на длинных линиях.

Он представляет собой включенный параллельно входу приемника коаксиальный кабель длиной четверть волны принимаемого канала (рис.7). Такой отрезок кабеля представляет собой почти короткое замыкание не только для своей резонансной частоты – l /4, но и для всех ее нечетных гармоник. То есть фильтр, выполненный на 144 МГц, защитит Ваш телевизор и от передатчика, работающего на 430 и 1215 МГц. Если одного отрезка кабеля будет мало для удовлетворительной режекции мешающего сигнала, то можно включить через четверть длины волны еще один такой отрезок и т.д. (рис.8). Но включать больше 3-4 заградительных четвертьволновых отрезков нет смысла, из-за усложняющейся настройки такого фильтра.

Расчет его несложен. Например, для диапазона 144 МГц длина волны равна 2,08 метра. Четверть волны – 52 см. При использовании обычного кабеля с полиэтиленовой изоляцией это число умножается на 0,66 (коэффициент укорочения волны в кабеле). Следовательно, длина четвертьволнового отрезка кабеля для фильтра на 144 МГц равна 34,3 см. Желательно использовать отрезок кабеля с первоначальной длиной чуть больше расчетной для перестройки такого фильтра его укорочением.

Ведомственные УКВ станции работают в диапазоне от 130 до 178 МГц. Если нет возможности точно узнать частоту такого передатчика, можно использовать настраиваемый фильтр (рис.9). Он представляет собой отрезок кабеля примерно в 1,5-2 раза меньше четверти предполагаемой длины волны, на которую рассчитан этот фильтр. Например, для того, чтобы осуществить режекцию в диапазоне 130-178 МГц, длина отрезка кабеля должна быть в пределах 15 см. Конденсатор должен быть обязательно воздушным с емкостью порядка 2-20 пФ.

Следует заметить, что такие режекторы (рис.) ослабляют и полезный сигнал, но это ослабление незначительно. Режекторные фильтры, выполненные из коаксиала, при наличии достаточного количества как коаксиального кабеля так и места для размещения этих фильтров (они могут быть свернуты в бухту в рабочем состоянии) можно использовать и для СВ-КВ диапазона с очень хорошим эффектом. В этом случае их желательно выполнить подстраиваемыми, как на рис.

Используя фильтры с коаксиальными режекторами можно не только принимать DX-станции в УКВ диапазоне недалеко от местного ретранслятора УКВ и “освободить” телевизор или УКВ приемник от мешающих ведомственных станций. Но, вследствие того, что такой фильтр обратим, и имеет малые потери, его можно включить на выходе трансивера, настроив часть режекторов на мешающий сигнал, а часть режекторов на частоту, на которой трансивер создает помеху (рис.10). В этом случае при приеме избавимся от мешающей станции, а при передаче – от помехи соседним радиоприемным средствам.

 

3. Еще один способ устранения TVI.

В радиолюбительской литературе хорошо описаны способы устранения TVI, возникающие из-за проникновения гармоник сигнала передатчика через эфир или общую сеть питания. Но часто бывают случаи, когда хорошо отлаженный передатчик, сигнал которого не содержит гармоник, дает TVI. Эти TVI производят нелинейные элементы, которые могут быть образованы в месте контакта металл-металл, в месте окисления металла. TVI, возникающие за счет этих предметов, объясняются тем, что ВЧ энергия передатчика может на них умножаться, складываться с каким-либо мощным ВЧ сигналом (от телецентра, ведомственного передатчика и т.д.) и переизлучаться в эфир. При обнаружении таких мест их нетрудно устранить. Ликвидация заключается или в разбивке изолятором контакта металл-металл или в уменьшении добротности излучаемой системы путем покрытия краской, сильно смешанной с графитом, углем или натиркой графитом.

Основная трудность заключается в том, чтобы найти эти излучающие TVI элементы. В некоторых случаях это возможно с помощью переносного телевизора, который используют как индикатор TVI. Для этого включают передатчик и с помощью телевизора пытаются найти максимальную точку TVI (рис.1). Обычно в этом случае картина TVI получается очень “размазанной” и судить об их источнике можно только косвенно, т.к. они возникают на небольшом участке, а переизлучаются через большие отрезки провода (оттяжки, металлическое ограждение крыши).

Для локализации источника помех используют местное облучение “подозрительного” участка ВЧ энергией передатчика. Для этого к передатчику мощностью до 40-100 Вт через коаксиальный кабель 75 или 50 Ом подсоединяют соответствующую нагрузку – 75 или 50 Ом (рис.2). Для этого используют коаксиал на крыше, идущий к антенне. В необходимых случаях его удлиняют. В качестве нагрузки используют любые безиндукционные резисторы или лампы накаливания. Кабель, нагруженный на нагрузку, имеет небольшое поле излучения, локализованное около нагрузки, поэтому с помощью этого “зонда” можно легко выявить место, на котором происходит нелинейный эффект, а затем устранить его. При поиске нелинейных с помощью зонда телевизор должен быть около зонда, т.к. мощность переизлучающей TVI обычно мала.

В моем случае источником TVI была бухта биметаллического провода, забытая на крыше связистами. Когда она была отнесена на другой конец крыши, TVI прекратились.

И.Н.Григоров (RK3ZK).

(Только для публикации на СКР)

 

Блок полосовых фильтров для основной платы трансивера.

Главная › Новости

Опубликовано: 06.09.2018

Постройка SDR трансивера конструкции UR4QBP

Блок полосовых фильтров для основной платы трансивера.


MicrobPRO BPF или тест №4 (Диапазонные полосовые фильтра)

Данный блок полосовых фильтров разрабатывался для основной платы трансивера, опубликованной на http://cqham.ru/trx75_23.htm и прошел испытания в составе «комплекса» показанного на фото:


Реверсивный тракт RadioN с платой ДПФ

Схема блока ДПФ здесь . В состав платы входит отключаемый УВЧ и аттенюатор, дешифратор диапазонов, предварительный усилитель передатчика, УПТ для управления реле ФНЧ и собственно сами 3-х контурные полосовые фильтры с коммутацией на пин-диодах. Намоточные данные катушек ДПФ приведены на схеме. Плата рассчитана на «прямое» подключение к синтезатору RD3AY – без каких-либо промежуточных каскадов. Во избежание ошибок следует обратить внимание на схему подключения дешифратора к синтезатору – сигналы D0 – D3 на разъеме J6 синтезатора расположены не по порядку, а в блоке ДПФ по порядку:

Применение пин-диодов обусловлено несколькими причинами : желание сделать плату ДПФ в габаритах основной, ограниченное количество имеющихся реле и просто любопытство.

Серьезных инструментальных измерений еще не проводил – просто настроил АЧХ фильтров. Это оказалось довольно трудоемко – некоторые контура приходилось перематывать поскольку намоточных данных еще не было – были только ориентировочные расчетные. Самым критичным моментом оказалось число витков катушек связи. Реально коэффициент трансформации при моем конструктивном исполнении оказался больше расчетного и пришлось на многих диапазонах доматывать катушки связи . В итоге добился нормальной АЧХ на всех диапазонах при потерях от 2дБ на ВЧ диапазонах до 4,5 дБ на 160 м .

Пин-диоды практически не вносят потерь и обеспечивают достаточно хорошую развязку – провел эксперимент – при отключении кабеля управления диапазонами от синтезатора на дешифратор получается ,что не выбран ни один из фильтров ,т.е. все пин-диоды заперты. В таком состоянии прослушал все диапазоны и не услышал ничего — ни единой станции — как при отключенной антенне – только «попискивания» синтезатора и помехи от импульсного блока питания т.к. не было никакой экранировки .

Для подобных ДПФ , где не работающие в данный момент фильтры не «закорачиваются» на корпус очень важно конструктивное исполнение. Крайне желательно применение SMD – компонентов и как можно более «толстого» стеклотекстолита — для жесткости конструкции – SMD – элементы очень хрупкие и бывает трудно найти треснувший компонент.

И еще важный момент – не рекомендую при коммутации на пин-диодах делать полное включение контуров имеющих , как правило , нагрузочное сопротивление единицы кОм против стандартных 50 Ом . Такое включение может привести к недостаточной избирательности т.к. емкость пин-диодов хоть и составляет доли пФ ,но все же она есть и емкостное сопротивление закрытого пин-диода на частотах КВ диапазонов составляет 10-ки -100-ни кОм (чем выше частота тем ниже) и по отношению к нескольким кОм контура этого не достаточно (просто представьте обычный делитель напряжения ) , а по отношению к 50 Ом это соотношение во много раз лучше и соответственно развязка между фильтрами также намного лучше.

Не следует забывать , что у ДПФ трансивера с одним преобразованием и ДПФ трансивера с преобразованием «вверх» несколько разные основные задачи – если для первого варианта ДПФ в первую очередь необходим для подавления зеркального канала ,то для второго просто для «разгрузки» смесителя и теоретически при сверхдинамичном смесителе и ФНЧ по входу трансивер с преобразованием «вверх» может работать вообще без ДПФ – зеркальный канал давиться ФНЧ. Поэтому следует внимательней применять схемы фильтров «буржуйских» трансиверов для самодельных трансиверов с одним преобразованием – можно разочароваться в избирательности .

Что касается «динамических» показателей ,то думаю ,что они будут не хуже большинства японских трансиверов , где также сделана коммутация на пин-диодах. (Кроме некоторых самых дорогих моделей ,где применяются реле).

И последнее ,что хотелось бы добавить – если принято решение делать коммутацию на реле то гораздо проще (при тех же параметрах ) применить емкостную связь с нагрузкой – просто поставив расчетные конденсаторы и настраивая фильтры только индуктивностью катушек (эти фильтры описаны здесь http://cqham.ru/trx75_19.htm ) ,так как рассчитать и подобрать оптимальную индуктивную связь гораздо сложней. Естественно в некоторых случаях , когда контур «не строится» буквально чуть-чуть можно в небольших пределах подкорректировать емкость конденсатора контура ,что бы не перематывать катушку .

Прилагаю также рисунки печатных плат и файл проектирования в формате » Sprint-layout» на случай необходимости коррекции печатной платы.

Сергей 4Z5KY

Об изготовлении полосно-пропускающих фильтров | Записки программиста

Рано или поздно возникает потребность в полосно-пропускающем фильтре, имеющем полосу в пару сотен килогерц. Такой фильтр можно сделать, используя подходы, изученные нами ранее. Но выясняется, что фильтр, рассчитанный «в лоб» в каком-нибудь Elsie или Qucs, и имеющий идеальную АЧХ в LTspice, на практике имеет вносимые потери 10+ дБ. Это наводит на подозрения, что подобные фильтры делают как-то иначе.

Практичный метод расчета полосовых фильтров описан в статье 1957-го года Direct-Coupled-Resonator Filters за авторством Seymour Cohn. Существует несколько онлайн-калькуляторов, написанных на основе статьи: первый, второй, третий, четвертый. Открытых и/или бесплатных десктоп-приложений, реализующих этот метод, мне неизвестно. Из закрытых и платных можно привести в пример Keysight Genesys. Больше всего мне понравились калькуляторы на leleivre.com по первым двум ссылкам, поэтому их я и использовал.

Дополнение: В комментариях Kirill Kotyagin подсказал бесплатную программу RF Filter Designer от Iowa Hills Software. Программа написана под Windows, а также может быть запущена под MacOS в CrossOver. Под Linux не проверял, но наверняка заработает в Wine.

В качестве эксперимента было решено сделать пару фильтров на частоту 7 МГц, с полосой 500 кГц и рябью в полосе пропускания 0.5 дБ. Полосу по возможности стоит делать пошире. Чем уже полоса, тем выше вносимые потери. Чем больше рябь, тем более резок спад АЧХ вне полосы пропускания. После подгона номиналов под ближайшие стандартные значения получилось следующее:

Соответствующие АЧХ:

Все катушки одинаковые, по 1.14 мкГн. Мотать их было решено на ферритовых кольцах T50-6. Шестая смесь дает максимальную добротность на частотах от 3 до 40 МГц. Кольцо имеет фактор индуктивности AL = 4 ± 5%. Отсюда для получения 1.14 мкГн нужно:

>>> from math import sqrt
>>> Al = 4
>>> L = 1.14
>>> sqrt(1000*L/Al)
16.881943016134134

… около 17 витков. Для имеющихся у меня колец 17 витков оказалось многовато, выходит ~1.25 мкГн. Это существенно сдвигает полосу фильтров вниз по частоте. В итоге было использовано 16 витков. Индуктивность катушки можно слегка подстроить, сдвигая и раздвигая витки на кольце.

Фильтры получились такими:

АЧХ, измеренные при помощи анализатора спектра:

Фильтр с двумя катушками имеет вносимые потери 1.5 дБ. Полоса пропускания по уровню -3 дБ приходится на частоты с 6.080 МГц по 7.710 МГц. Второй фильтр имеет вносимые потери 1.1 дБ. Его полоса — c 6.214 МГц по 7.254 МГц. Здесь полоса измеряется относительно пика АЧХ, а не 0 дБ, поэтому она шире расчетной. Вносимые потери порядка 1.5 дБ для таких фильтров считается неплохим результатом. В зависимости от выбранной полосы, погрешности компонентов и добротности катушек, можно ожидать потери до 3 дБ. Если получены большие потери, то с фильтром что-то не так.

Полосно-пропускающие фильтры полезны в приемниках, когда нужно подчистить сигнал генератора, выделить одну из гармоник сигнала, и т.д. В приемниках такие фильтры называют диапазонными полосовыми фильтрами или ДПФ. На выходе передатчиков их тоже используют, но редко. Вносимые потери даже в 1 дБ — это 20% потери мощности. Поэтому в передатчиках предпочтительнее использовать ФНЧ, у которых почти нет потерь в полосе пропускания.

Дополнение: Учимся делать кварцевые полосовые фильтры

Метки: Электроника.

Фильтры

Цена:
от: до:

Название:

Артикул:

Выберите категорию:
Все Антенны» Антенны для цифрового ТВ DVB-T2»» ДМВ диапазона»» Всеволновые антенны»» МВ-диапазона» Антенны спутниковые» Антенны 3G,4G,Wi-fi» Мачты и такелаж для антенн Абонентское оборудование цифрового ТВ Модулятор ТВ сигнала Усилители» Репитеры GSM/3G/4G»» Репитер GSM»» Репитер 3G»» Репитер 4G»» Репитер GSM+3G»» Репитер 3G+4G»» Репитер GSM+3G+4G» Абонентские ТВ усилители» Антенные ТВ усилители» Домовые ТВ усилители» Многовходовые усилители»» Усилители , мультисвичи SAT+TV»» Мультибенды МВ+ДМВ Головные станции» Televes»» T.0X»» T.12»» ARANTIA»» AVANT» WISI» TERRA» Планар» Телемак Коаксиальные сети» Коаксиальный кабель» Разъемы и переходы» Делители, ответвители» Блоки питания, инжекторы, фильтры»» Фильтры»» Блоки питания, грозозащита»» Аттенюаторы Оптические сети» Оптические разветвители» Оптические приемники» Оптические узлы» GPON» Оптические передатчики» Оптические усилители» Оптические пачкорды, пигтейлы» Кабель оптический» Оптические кроссы и муфты» Оптические разъемы, розетки Сети передачи данных Измерительное оборудование» Спектроанализаторы Инструмент, расходные материалы» Для разделки кабеля» Мини-УЗК 3,5мм» Мини-УЗК 4,5мм» Для оптики» Разное Антивандальные и климатические шкафы, ящики Б/у оборудование Умный дом Z-Wave Умный дом ZigBee Умный дом GSM Умные розетки Wi-Fi Оборудование радиофикации Сертификаты Televes

Производитель:
ВсеПланар (Россия)Terra (Литва)WISITeleves (Испания)НПП ОСТLumaxCADENASKYWAYКитайCAVEL (Италия)CommscopeСвязьдетальLandWellBaltic Signal (Россия)TLC (Китай)RTM (Китай)Vector (Польша)FujikuraGellan (Россия)БастионSMARTDTVSMITТелемакЕврокабельPrevail (Китай)MediaflexSUPRALПромрукавИспанияNordix (Испания)FOROZipatoAlcadPBIПаритетСпецкабельFocNetRexantGrandwayЕвроавтоматикаArantiaGIBERTINIССДNikomax

Новинка:
Всенетда

Спецпредложение:
Всенетда

Результатов на странице:
5203550658095

Что такое полосовой фильтр? — Определение с сайта WhatIs.com

От

Полосовой фильтр — это электронное устройство или схема, которая пропускает сигналы между двумя конкретными частотами, но при этом различает сигналы на других частотах. Некоторые полосовые фильтры требуют внешнего источника питания и используют активные компоненты, такие как транзисторы и интегральные схемы; они известны как активные полосовые фильтры. Другие полосовые фильтры не используют внешний источник питания и состоят только из пассивных компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности; они называются пассивными полосовыми фильтрами.

На иллюстрации показан график амплитуды от частоты, также называемый спектральным графиком, характеристической кривой гипотетического полосового фильтра. Частоты среза, f 1 и f 2 , представляют собой частоты, на которых мощность выходного сигнала падает до половины своего уровня на f 0 , центральной частоте фильтра. Значение f 2 f 1 , выраженное в герцах (Гц), килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц), называется полосой пропускания фильтра.Диапазон частот между f 1 и f 2 называется полосой пропускания фильтра.

Полосовые фильтры используются в основном в беспроводных передатчиках и приемниках. Основная функция такого фильтра в передатчике — ограничить полосу пропускания выходного сигнала до минимума, необходимого для передачи данных с желаемой скоростью и в желаемой форме. В приемнике полосовой фильтр позволяет слышать или декодировать сигналы в выбранном диапазоне частот, предотвращая прохождение сигналов на нежелательных частотах.Полосовой фильтр также оптимизирует отношение сигнал / шум (чувствительность) приемника.

Как в передающих, так и в принимающих приложениях, хорошо спроектированные полосовые фильтры, имеющие оптимальную полосу пропускания для используемого режима и скорости связи, максимизируют количество сигналов, которые могут быть переданы в системе, одновременно сводя к минимуму помехи или конкуренцию между сигналами.

Последний раз обновлялся в ноябре 2006 г.

Основы полосовых фильтров

Фильтры пропускают одни сигналы и блокируют другие.Полосовой (также известный как полосовой) фильтр позволяет сигналам определенного частотного диапазона («полосы частот») проходить через фильтр как есть. (Этот диапазон принимаемых частот называется полосой пропускания. Размер или диапазон полосы пропускания называется полосой пропускания.) С полосовым фильтром все, что выше или ниже выбранного диапазона частот, будет заблокировано (ослаблено). Это полезно для удаления нежелательного шума, блокируя все, что, как вы знаете, вы в любом случае не будете использовать. Одним из примеров является диапазон звуковых частот для использования с музыкой и обработки речи; диапазон звуковых частот для этих приложений составляет примерно от 20 Гц до 20 кГц.

Рисунок 1: Полосовой фильтр с низкой частотой среза (fL), центральной частотой (fC) и высокой частотой среза (fH), показанный в зависимости от полосы пропускания и полосы пропускания.

Аналоговые сигналы часто необходимо фильтровать перед их преобразованием в цифровые сигналы для обработки. (Существуют как аналоговые, так и цифровые фильтры, но мы говорим об аналоговых фильтрах, которые удаляют шум до его оцифровки.) Удаление шума на более высоких частотах (выше ~ 1 МГц) может быть выполнено с помощью схемы, использующей пассивные компоненты (конденсаторы (C), резисторы). (R) и индукторы (L).) На более низких частотах (от 1 Гц до 1 МГц) катушка индуктивности может стать физически большой и неэкономичной, поэтому можно использовать активный фильтр, который будет работать так же, как фильтр LRC, но на более низкой частоте. Активный фильтр использует активный компонент, такой как операционный усилитель, а также пассивные компоненты.

Три наиболее известных способа фильтрации — это фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и полосовой фильтр. Существуют две менее известные категории: режекторный (режекторный) фильтр (разновидность обратного полосового фильтра) и полнопроходный фильтр (сдвигающий фазу).Фильтр нижних частот пропускает только сигналы низких частот. Фильтр высоких частот пропускает только сигналы с более высокими частотами. (Простой способ создать полосовой фильтр — это разместить последовательно фильтры нижних и верхних частот.) Некоторые характеристики полосового фильтра, вызывающие озабоченность, — это частоты среза. Низкая частота среза ( f L ) определяет нижнюю часть полосового фильтра, где сигналы, начиная с нижней частоты среза, могут проходить через фильтр.Высокая частота среза ( f H ) определяет самую высокую частоту, которую пропускает полосовой фильтр.

Другая характеристика, вызывающая беспокойство, — это усиление на центральной частоте ( f C ) и коэффициент качества (Q) полосового фильтра, который связан с избирательностью фильтра. Полосовой фильтр с высокой добротностью представляет собой полосовой фильтр с узкой полосой пропускания; то есть высокая добротность означает, что будет проходить меньше сигналов нежелательных частот.Низкая добротность означает, что полоса пропускания широкая и, следовательно, позволяет более широкому диапазону частот проходить через фильтр. Как правило, частота среза — это частота, на которой амплитуда фильтра на 3 дБ меньше амплитуды полосы пропускания. [I]

В действительности полосовые фильтры не могут полностью блокировать нежелательные сигналы. Сигналы, которые не попадают в полосу пропускания, могут быть просто ослаблены или значительно уменьшены по амплитуде. Сигналы, которые находятся в полосе пропускания, будут усилены усилением, связанным с f C .Идеальный фильтр выглядел бы как пошаговая функция; позволяя частотам точно с f L проходить через схему фильтра и резко останавливая пропускную способность точно с f H . В его нынешнем виде проблема заключается в том, что полностью не ослабляет все и постепенно хуже пропускает сигналы, ведущие к частоте среза f L, , и постепенно становится лучше при ослаблении сигналов по мере того, как мы отдаляемся от высокая частота среза, f H .Это несовершенное исключение называется «спадом». Спад можно увидеть на кривой, ведущей к плато на рисунке 1, и снова на кривой, падающей от f H . Фильтры более высокого порядка (второго порядка, третьего порядка и т. Д.) Будут иметь более резкую скорость спада. Фильтры более высокого порядка содержат больше компонентов.

Дополнительную информацию об активных фильтрах можно найти в прекрасном онлайн-ресурсе «Активные фильтры от Analog Devices».

[i] https: //wiki.analog.ru / University / курсы / учебные пособия / index

Что такое полосовой фильтр — как его спроектировать?

Что такое полосовой фильтр?

Полосовой фильтр. Схема — это электронная схема, которая используется для передачи частот в определенном частотном диапазоне, так что для дальнейшей обработки в схеме приложения получается только определенная частота ».

В качестве альтернативы можно сказать, что «Полосовой фильтр ослабляет весь сигнал за пределами определенного частотного диапазона, позволяя принимать только определенные сигналы.”

Допустимая частота, этот диапазон этой приемлемой частоты известен как полоса пропускания . Разница между более высокой разрешенной частотой и более низкой разрешенной частотой называется полосой пропускания фильтра.

Эта схема полезна для удаления нежелательных шумовых сигналов путем их блокировки. Полосовой фильтр имеет множество применений, начиная от аудиосхем и кончая радиочастотными схемами.

Обычно полосовые фильтры RF используются в передатчиках и приемниках, так что мы передаем сигналы данных в требуемое место назначения, не мешая другим сигналам.Поскольку вмешательство в другой сигнал может вызвать путаницу и перекрестные переговоры между передатчиком и приемником.

Важность:

  • Фильтрация — один из наиболее часто используемых методов избавления от шума в цепи, помимо техники модуляции и различных других методов.
  • Эти схемы являются оружием разработчика электронных схем , который использует их для устранения шума в схемах специальных радиочастотных приемников в устройствах связи.
  • Этот тип фильтра можно легко использовать в аудиоусилителе для управления громкоговорителями.
  • Здесь вы можете управлять тональностью выходной музыки / звука, управление тоном — это не что иное, как управление частотой прохода к выходному громкоговорителю.
    Позже мы кратко обсудим область применения полосового фильтра ниже в разделе приложений.

Работа полосового фильтра:

Мы уже обсуждали работу фильтра нижних частот.Аналогично работает полосовой фильтр, за исключением нескольких дополнительных схем.

Это комбинация фильтра нижних частот и фильтра верхних частот, поэтому формула для частоты среза, которую мы уже обсуждали {здесь}

Основная идея реализации полосового фильтра показана на рисунке:

  • Идеальный полосовой фильтр Фильтр и практическая частотная характеристика полосового фильтра показаны на рисунке. Как вы видите, полосовой фильтр имеет затухание бесконечное для заблокированных частот и нулевое затухание для частот полосы пропускания.
  • Но на практике это невозможно, практический полосовой фильтр предлагает ослабление от до до на один дБ для пассивных фильтров, которое также зависит от типа фильтра, будь то RC-фильтр или LC-фильтр? и / или это пассивный фильтр или активный фильтр, о которых мы поговорим ниже.

Типы полосовых фильтров:

Ультрабазовая классификация — Аналоговый фильтр и Цифровой фильтр . Мы обсуждаем здесь аналоговый (проверьте, наконец, цифровой фильтр ниже).Также основными типами фильтров являются активные фильтры и пассивные фильтры .

Активные фильтры — это те, которые требуют какого-либо внешнего источника питания (и активных компонентов, таких как транзисторы) для получения требуемого результата.

Напротив, вспомогательный фильтр
P не требует каких-либо активных компонентов для выполнения своей работы и поэтому предпочтительнее в недорогих схемах.

Теперь реальный полосовой фильтр классифицируется на два типа в зависимости от его ширины полосы следующим образом:

1) Широкополосный фильтр.
2) Узкополосный фильтр / настроенный фильтр.

Широкополосный фильтр BPF :

Широкополосный фильтр реализован с использованием одной цепи фильтра нижних частот и фильтра верхних частот.

  • Фильтр нижних частот блокирует более низкие частоты, которые не требуются, и пропускает все другие частоты, в то же время фильтр верхних частот блокирует более высокие частоты, чем требуется, и пропускает частоты ниже этих. Взгляните на следующую диаграмму, чтобы лучше понять это.

(BPF с использованием резистора и конденсатора)

  • Широкополосный фильтр имеет более низкую добротность. BPF может быть реализован с использованием RC или LC, т.е. с использованием резистора-конденсатора вместо индуктора-конденсатора.
  • Лучше всего использовать фильтр с индуктивным конденсатором, так как он имеет низкие потери мощности. Мы обсудили RC-фильтр в фильтре нижних частот, поэтому мы обсудим LC здесь, в примере ниже.

Узкополосный фильтр:
  • Его также называют настроенным фильтром.Судя по названию, он будет пропускать через него только узкий диапазон частот. Конструкция узкополосного фильтра совершенно иная.
  • Резонансный контур используется для реализации узкополосного фильтра. Это мой любимый фильтр во всех классах фильтров, потому что он использует только два компонента: один — индуктор, а другой — конденсатор, в очень простой конфигурации, как показано на рисунке. Эта конфигурация называется контуром резервуара .

  • В этой схеме значение индуктивности и конденсатора выбрано таким образом, чтобы оно резонировало на определенной частоте, точнее говоря, перенос зарядов (ток / энергия) от катушки индуктивности к конденсатору и конденсатора к индуктору в зависимости от их способность удерживать обвинения.(Это практически используется в различных приложениях, но реже преподается в учебной программе)

Важные определения:

1) SNR: Отношение сигнал / шум, это очень важно при проектировании фильтров и радиочастотных схем, особенно передатчиков и приемников, также не менее важен в аудиосхемах. SNR — это отношение мощности сигнала к мощности шума.

  • Кроме того, для простоты фактор, используемый для определения качества сигнала, принимаемого на стороне приложения, — это отношение сигнал / шум.
  • Мощность сигнала должна быть больше, чем мощность шума, реальный шум — это частоты ненужных сигналов, которые могут быть естественными или искусственными для предполагаемого полного или непреднамеренного.
  • Обычно значение на 20 дБ выше, чем это, считается хорошим сетевым сигналом. Точно так же 3 дБ — это минимально допустимое значение, ниже этого значения очень сложно или невозможно точно определить требуемый сигнал.

2) Коэффициент Q: Это аренда, также называемая коэффициентом демпфирования. Это список измерений, который дает информацию о полосе пропускания относительно ее центральной частоты.Он используется в цепи с параллельно включенным LC (контур резервуара).

Пример полосового фильтра (практический):

Разработать полосовой фильтр с диапазоном частот

80 МГц от до 120 МГц?

Given- fc1 и fc2 (где fc1 = fl = нижняя частота среза & fc2 = fh = более высокая частота среза )


Вышеупомянутая схема разработана с использованием катушки индуктивности и конденсатор, поскольку мы уже обсуждали преимущество LC-фильтра над RC-фильтром, поэтому мы будем спроектировать полосовой фильтр, используя катушку индуктивности.

step1 : для LPF
L2 = 10 нГн (предполагается) и C2 = 0,395 нФ (с использованием формулы).

step2: для HPf
L1 = 10 нФ и C1 = 0,395 нФ
(как для LPF, так и для HPF значения оказались одинаковыми, потому что для LC-фильтров формула для поиска L&C одинакова, только положение местами катушки индуктивности и конденсатора см. рис.)

Разработать узкополосный фильтр с центральной частотой Fc = 100Mhz?

Используйте схему узкополосного фильтра,

Fc = 1 / 2π.sqrt (LC)

Здесь дано только значение частоты , тогда как мы можем вычислить значение L & C?

-Вы должны принять значение любого компонента, будь то катушка индуктивности «L» или конденсатор «C».

— Предположим, C = 1,58 нФ (предположим, что стандартное значение , которое вам доступно)

— затем, используя формулу, найдите L , получилось 1,56 нГн.

Значит, цепь замкнута.(см. схему на изображении)

Полосовой фильтр 4-го порядка и Полосовой фильтр 5-го порядка:

Влияние порядка фильтров на отклик показано на изображении ниже. Просто наблюдайте за ослаблением проходной и конечной частот.

  • Спад затухания каждого из них отличается в разных порядках фильтров.
  • На рисунке показан полосовой фильтр 1-го порядка, полосовой фильтр 2-го порядка, полосовой фильтр 4-го порядка, полосовой фильтр 5-го порядка.
  • Фильтр 1-го порядка имеет спад усиления -20 дБ / декаду , чем -40 дБ / декада для фильтра 2-го порядка и так далее.
  • Порядок фильтра достигается за счет каскадирования количества каскадов одного и того же фильтра, а иногда и использования современных топологий.

Применение полосового фильтра:

1) Радиопередатчик и приемник широко используют BPF.

2) Оптимизация отношения сигнал / шум для уменьшения вероятности ошибки в приемнике.

3) Почти в каждой цепи управления Audio Tone для увеличения или уменьшения тональности музыки.

4) Это важная схема в демодуляторах в цепи приемника.

5) Выбор диапазона в FM-радиоприемниках, а также в системах мобильной связи.

6) В схемах предыскажения и снятия выделения для увеличения отношения сигнал / шум.

7) В РАДАРЕ для передачи сигналов в другом спектре.

9.4: Полосовые фильтры — Workforce LibreTexts

Как создать полосовой фильтр?

Существуют приложения, в которых необходимо отфильтровать конкретную полосу, или диапазон, или частоты от более широкого диапазона смешанных сигналов.Цепи фильтров могут быть спроектированы для выполнения этой задачи путем объединения свойств низких и высоких частот в одном фильтре. Результат называется полосовым фильтром . Создание полосового фильтра из фильтра нижних и верхних частот можно проиллюстрировать с помощью блок-схем: (рисунок ниже)

Блок-схема полосового фильтра системного уровня.

В результате последовательной комбинации этих двух схем фильтров получается схема, которая позволяет пропускать только те частоты, которые не являются ни слишком высокими, ни слишком низкими.Вот как может выглядеть типичная схема с использованием реальных компонентов на рисунке ниже. Отклик полосового фильтра показан на (рис. Ниже)

.

Емкостный полосовой фильтр.

Пиковая характеристика емкостного полосового фильтра находится в узком частотном диапазоне.

Разработка полосового фильтра с использованием индукторов

Полосовые фильтры также могут быть сконструированы с использованием катушек индуктивности, но, как упоминалось ранее, реактивная «чистота» конденсаторов дает им конструктивное преимущество.Если бы мы разработали полосовой фильтр с использованием катушек индуктивности, он мог бы выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

Индуктивный полосовой фильтр.

Тот факт, что секция верхних частот идет «первой» в этой конструкции вместо секции нижних частот, не влияет на ее работу в целом. Он по-прежнему будет отфильтровывать слишком высокие или слишком низкие частоты.

Хотя общая идея объединения фильтров нижних и верхних частот вместе для создания полосового фильтра является разумной, она не лишена определенных ограничений.Поскольку этот тип полосового фильтра работает, полагаясь на любую секцию , блок нежелательных частот, может быть трудно разработать такой фильтр, чтобы обеспечить беспрепятственный проход в желаемом частотном диапазоне. И низкочастотный, и высокочастотный участки всегда будут в некоторой степени блокировать сигналы, и их совместное усилие в лучшем случае обеспечивает ослабленный (с уменьшенной амплитудой) сигнал, даже на пике частотного диапазона «полосы пропускания». Обратите внимание на пик кривой на предыдущем анализе SPICE: напряжение нагрузки этого фильтра никогда не поднимается выше 0.59 вольт, хотя напряжение источника полное. Это ослабление сигнала становится более выраженным, если фильтр спроектирован так, чтобы быть более избирательным (более крутая кривая, более узкая полоса пропускаемых частот).

Существуют и другие методы работы с полосой пропускания без ущерба для мощности сигнала в полосе пропускания. Мы обсудим эти методы немного позже в этой главе.

Обзор

  • Полосовой фильтр отсеивает слишком низкие или слишком высокие частоты, обеспечивая легкий переход только к частотам в определенном диапазоне.
  • Полосовые фильтры могут быть изготовлены путем наложения фильтра нижних частот на конец фильтра верхних частот или наоборот.
  • «Аттенуировать» означает уменьшение или уменьшение амплитуды. Когда вы уменьшаете громкость стереосистемы, вы «ослабляете» сигнал, отправляемый на динамики.

типов RF-фильтров — многопортовые устройства с особыми топологиями

Пассивный радиочастотный фильтр — это пассивное многопортовое устройство, которое позволяет сигналам проходить на дискретных частотах, но отклоняет любую частоту за пределами указанного диапазона.Радиопередатчики используют фильтры нижних частот, чтобы блокировать гармоники, которые могут мешать сигналам передачи. В этих проектах используются особые топологии, основанные на требованиях к частоте и мощности.


Что нужно знать о фильтрах нижних и верхних частот

Одна проблема, которая может присутствовать при отправке и приеме сигналов, — это сопротивление нагрузки в цепях. Импеданс нагрузки должен соответствовать внутреннему сопротивлению в диапазонах низких и высоких частот. Этот метод сводит к минимуму количество отраженных сигналов, когда в любой момент времени отправляется или принимается много частотных сигналов.Напротив, импеданс всегда должен оставаться постоянным, независимо от величины сигнальной нагрузки, проходящей через передатчик или приемник.


Полосовые фильтры

Полосовые фильтры предлагаются с очень узкой полосой от высокой до средней полосы и широкой полосой с низкими потерями. Приложения высокой мощности имеют широкий спектр топологий, таких как полость, комбинированная линия, встречно-штыревой, коаксиальный, полосковая линия с подвесным субстратом, волноводная и смешанная топологии.


Полосовые фильтры RF фокусируются на определенной полосе частот

Конструкция полосового фильтра подключена к системе между двумя портами.Этот фильтр предназначен для выбора определенной полосы частот, через которую будет разрешено пропускание. Он будет отклонять все другие высокочастотные и низкочастотные сигналы. Полосовой фильтр будет иметь важные характеристики, которые включают полосу пропускания, которая может фокусироваться на процентном соотношении частоты или используемых конечных / начальных частотах, центральной частоте и функции подавления, которая будет иметь крутизну подавления, а также ширину полосы подавления.


Фильтры нижних частот

Наши фильтры нижних частот — это широкополосные фильтры с низкими потерями, обеспечивающие высокую мощность в широком диапазоне топологий, таких как сосредоточенные элементы, коаксиальные и полосковые линии с подвешенным субстратом, а также в различных топологиях.Фильтры нижних частот в основном разработаны с использованием типа Чебышева, а для тех, где требуется резкая отсечка, используется модифицированный эллиптический тип.


ВЧ-фильтры нижних частот принимают только низкие частоты

РЧ фильтр нижних частот будет принимать частоты, которые находятся на более низкой частоте, поскольку он будет отклонять любые более высокие частоты в гигагерцах (ГГц), которые превышают установленный уровень среза в децибелах (дБ). Фильтр нижних частот имеет прямой доступ к порту. Любая частота ниже уровня среза будет направлена ​​на порт 2.Эта функция достигается за счет внесения вносимых потерь.

Вносимые потери — это потеря мощности сигнала при прохождении через схему фильтра. По мере увеличения диапазона частот в децибелах вносимые потери увеличиваются до тех пор, пока не достигнут уровень отсечки, поскольку фильтр нижних частот полностью отклоняет частоту. Чтобы фильтр нижних частот не обладал какими-либо высокочастотными характеристиками, в фильтр включен режим повторного входа.


Фильтры верхних частот

Наши фильтры верхних частот — это широкополосные фильтры с низкими потерями, предлагаемые в приложениях высокой мощности с широким диапазоном топологий, таких как сосредоточенные элементы, подвесные полосковые линии и множественные топологии.


ВЧ-фильтры верхних частот, обеспечивающие высокие расчетные частоты

ВЧ фильтр верхних частот работает как противоположность фильтра нижних частот. Любой частотный сигнал выше установленного уровня отсечки децибел будет разрешен для прохождения через фильтр, так как он будет отправлен на порт 3. Низкая частота будет полностью отклонена.

Фильтр верхних частот будет поставляться с желаемыми характеристиками, такими как вносимые потери, возвратные потери (когда есть потеря мощности сигнала при возврате) и когда есть неравномерность вносимых потерь (когда есть линейность для фильтра), которая идет выше порогового значения в децибелах.


Режекторные / полосовые фильтры

Наши режекторные / полосно-заградительные фильтры предлагаются с очень узкой полосой подавления высокой до средней полосы через широкополосные фильтры с низкими потерями для приложений высокой мощности из широкого диапазона топологий, таких как полость, комбинированная линия, межштырьковая, коаксиальная, полосковая линия на подвесном субстрате, волновод и множественные топологии.


Диплексоры и мультиплексоры

Наши фильтры Diplexer и Multiplexers реализованы с использованием комбинации полосовых, Lowpass и Highpass фильтров, которые мы предлагаем в сочетании с несколькими топологиями для наилучшего соответствия характеристикам.

Сигналы полосового фильтра — MATLAB bandpass

Аргумент 'Steepness' управляет шириной переходных областей фильтра. Чем ниже крутизна, тем шире переход область, край. Чем выше крутизна, тем уже переходная область.

Чтобы интерпретировать крутизну фильтра, рассмотрите следующие определения:

  • Частота Найквиста , f Найквист , является наивысшей частотной составляющей сигнала, который может быть дискретизирован с заданной скоростью без наложения спектров. f Найквист равен 1 (× π рад / отсчет), когда вход сигнал не имеет информации о времени, а фс /2 герц, когда входным сигналом является расписание или когда вы указываете образец показатель.

  • Нижняя и верхняя частоты полосы задерживания фильтр, f стоп нижний и f стоп верхний , это частоты, ниже и выше которых затухание равно или больше значения, указанного с помощью 'Затухание полосы пропускания' .

  • Ширина нижнего перехода фильтра, W нижний , is fpass нижний ф упор нижний , где fpass нижний первый элемент fpass .

  • Ширина верхнего перехода фильтра, W верх , is f упор верх fpass верхний , где fpass верх второй элемент fpass .

  • Большинство неидеальных фильтров также ослабляют входной сигнал полоса пропускания. Максимальное значение этого частотно-зависимого затухания составляет называется пульсацией полосы пропускания . Каждый фильтр, используемый bandpass имеет пульсацию полосы пропускания 0,1 дБ.

Для управления шириной полос перехода можно указать «Крутизна» либо двухэлементный вектор, [ с нижний , с верхний ] или скаляр.Когда вы указываете 'Steepness' как вектор, функция:

Когда вы указываете 'Крутизна' как скаляр, функция проектирует фильтр с равной шириной нижнего и верхнего перехода. Значение по умолчанию «Крутизна» составляет 0,85.

Проектирование схемы пассивного полосового фильтра и его применение

В предыдущих руководствах мы видели фильтры нижних и верхних частот. В этом руководстве мы узнаем о другой категории фильтров, известной как полосовые фильтры.В частности, мы узнаем о пассивном полосовом RC-фильтре, его базовой схеме, функциональности, частотной характеристике, приложениях и многом другом.

Для получения дополнительной информации о фильтрах нижних или верхних частот прочтите учебные материалы по пассивным RC-фильтрам верхних частот , пассивным RC-фильтрам нижних частот , активному фильтру верхних частот и активному фильтру нижних частот .

Введение

Можно сказать, что полосовой фильтр представляет собой комбинацию как фильтра нижних частот, так и фильтра верхних частот.Само название фильтра указывает на то, что он разрешает только определенную полосу частот и блокирует все остальные частоты.

В звуковых приложениях иногда необходимо передать только определенный диапазон частот, этот диапазон частот не начинается с 0 Гц или не заканчивается на очень высокой частоте, но эти частоты находятся в пределах определенного диапазона, широкого или узкого. Эти полосы частот обычно называют полосой пропускания.

Пассивный полосовой фильтр

Полосовой фильтр получается каскадированием пассивных фильтров нижних частот и пассивных фильтров верхних частот.Такая конструкция обеспечивает селективный фильтр, пропускающий только определенные частоты. Эта новая схема RC-фильтра может пропускать узкий или широкий диапазон частот.

Этот диапазон частот, который является узким или широким, будет зависеть от способа каскадирования пассивного фильтра нижних частот и фильтра верхних частот. Верхняя и нижняя частоты среза зависят от конструкции фильтра. Этот полосовой фильтр просто выглядит как частотно-избирательный фильтр.

На рисунке выше показана схема полосового фильтра.На входе задан синусоидальный сигнал. Свойства комбинаций низких и высоких частот дают нам полосовой фильтр. При размещении одного набора RC-элементов последовательно, а другого набора RC-элементов параллельно, схема ведет себя как полосовой фильтр.

Это дает нам фильтр второго порядка, потому что схема имеет два реактивных компонента. Один конденсатор относится к фильтру нижних частот, а другой конденсатор относится к фильтру верхних частот. Без каких-либо изменений входного сигнала этот полосовой фильтр пропускает определенный диапазон частот.Этот фильтр не создает дополнительных шумов в сигнале.

Частоту среза схемы можно рассчитать следующим образом:

f C = 1 / (2πRC)

Регулируя частоты среза фильтров высоких и низких частот, мы можем получить подходящая ширина полосы пропускания для полосового фильтра.

Поскольку этот фильтр пропускает полосу частот, этот фильтр содержит две частоты среза, более низкую частоту среза «f L » и более высокую частоту среза «f H ».Таким образом, диапазон частот, пропускаемых через фильтр, называется шириной полосы фильтра. В общем, ширина полосы частот схемы может быть рассчитана по частотам «f H и f L ».

BW = f H — f L

Где f H — частота среза фильтра высоких частот, а f L — частота среза фильтр нижних частот. «BW» — это полоса пропускания фильтра. Полосовой фильтр пропускает частоты выше, чем частота среза фильтра высоких частот и ниже, чем частота среза фильтра низких частот.

Это показывает, что частота среза фильтра низких частот должна быть выше, чем частота среза фильтра высоких частот.

Полосовой фильтр с использованием компонентов R, L и C

Конструкция схемы полосового фильтра с использованием катушки индуктивности, конденсатора и резистора приведена ниже.

Центральную частоту полосового фильтра, которую также называют «резонансным пиком», можно сформулировать с помощью следующего уравнения.

f c = 1 / 2π√ (LC)

Где L = индуктивность катушки индуктивности, единицы измерения которой указаны в Генри (H).

C = емкость конденсатора, единицы измерения которого указаны в Фарадах (Ф).

Мы также можем разработать полосовой фильтр с индукторами, но мы знаем, что из-за высокого реактивного сопротивления конденсаторов конструкция полосового фильтра с RC-элементами имеет большее преимущество, чем схемы RL.

Частотная характеристика полосового фильтра

Полюсная частота приблизительно равна частоте максимального усиления.

Кривая частотной характеристики полосового фильтра показана ниже: Идеальные характеристики и практические характеристики полосовых фильтров отличаются из-за входного реактивного сопротивления схемы.

Усиление входного сигнала можно рассчитать, взяв 20 log (V из / V из ). Диапазон может быть довольно большим в зависимости от характеристик схемы. Сигнал ослабляется на низких частотах с увеличением выходного сигнала с наклоном +20 дБ на декаду или 6 дБ на октаву, пока частота не достигнет более низкой частоты среза «fL».

На этой частоте коэффициент усиления сигнала достигает значения 1 / √2 = 70,7%.

После частоты среза f L выход будет увеличиваться с увеличением частоты со скоростью -20 дБ на декаду и достигает максимального усиления, и это усиление остается постоянным, пока не достигнет более высокой частоты среза ‘ f_H ‘. После более высокой частоты среза выходной сигнал уменьшается с наклоном -20 дБ / декада или -6 дБ / октава.

Ранее мы видели, что фазовый сдвиг фильтра первого порядка составляет 90 °. Мы знаем, что полосовой фильтр является фильтром второго порядка, поэтому сдвиг фазы в два раза больше, чем у фильтра первого порядка, который составляет 180 °.Фазовый угол будет изменяться с увеличением частоты. На центральной частоте выходной и входной сигналы синфазны друг с другом.

Ниже резонансной частоты выходной сигнал опережает входной сигнал, а выше резонансной частоты выходной сигнал отстает от входного сигнала. Амплитуда входного сигнала всегда больше выходного сигнала. Чтобы увеличить коэффициент усиления схемы, значение сопротивления R1 должно быть больше, чем сопротивление R2.

Центральная частота полосового фильтра

«Центральная частота» или «Резонансная частота», при которой выходное усиление является максимальным, может быть получена путем вычисления среднего геометрического нижней и верхней частот среза.

f r 2 = f H xf L

fr = √ (f H xf L )

Где fr — резонансная частота или центральная частота

f H — верхняя частота среза -3 дБ

f L — нижняя частота среза -3 дБ

Пример полосового фильтра

Предположим, что полосовой фильтр допускает частоты от 1 кГц до 30 кГц и содержит резистор 10 кОм.Учитывая эти значения, мы можем рассчитать емкость конденсатора.

Мы уже знаем, что значение частоты среза фильтра низких частот должно быть выше, чем фильтра высоких частот. Таким образом, частота среза фильтра высоких частот составляет 1 кГц, а частота среза фильтра низких частот — 30 кГц.

На ступени фильтра верхних частот

f L = 1 кГц и сопротивление R = 10 кОм

C = 1 / (2πf L R) = 1 / (2 * π * 1000 * 1000) = 15.8 нФ

На ступени фильтра нижних частот

f H = 30 кГц и сопротивление R = 10 кОм

C = 1 / (2πf H R) = 1 / (2 * π * 30000 * 10000) = 510 пФ

Из приведенных выше расчетов емкость конденсатора, необходимая для фильтра верхних частот, составляет 15,8 нФ, а емкость конденсатора фильтра нижних частот составляет 510 пФ.

Сводка по пассивному полосовому фильтру

Полосовой фильтр получается путем каскадирования фильтров нижних и верхних частот. Это фильтр второго порядка, поскольку он содержит два реактивных элемента.Порядок фильтра зависит от количества каскадных цепей, используемых в цепи.

Коэффициент усиления выходного сигнала всегда меньше входного сигнала. На центральной частоте выходной сигнал синфазен, но ниже центральной частоты выходной сигнал опережает фазу со сдвигом на + 90 ° и выше центральной частоты выходного сигнала. сигнал будет отставать по фазе со сдвигом фазы -90 °.

Практические характеристики полосового фильтра немного отличаются от идеальных характеристик.Это изменение в основном связано с каскадированием фильтра высоких частот с фильтром низких частот.

Выходное усиление всегда меньше единицы. Когда мы обеспечиваем гальваническую развязку между фильтрами высоких и низких частот, мы можем добиться лучших характеристик фильтра.

Полосовой фильтр оптимизирует чувствительность приемника. Сначала к конструкции добавляется фильтр высоких частот, а затем добавляется фильтр низких частот. Даже если мы добавим сначала фильтр нижних частот, а затем фильтр верхних частот, он никогда не изменит выходной сигнал.

Добротность фильтра будет зависеть от номинала резистора R1. Если R1 низкий, коэффициент качества низкий, а если значение R1 высокое, то коэффициент качества высокий.

Применение полосового фильтра

  • Они используются в беспроводной среде связи в цепях передатчика и приемника. В секции передатчика этот фильтр пропускает только необходимые сигналы и уменьшает помехи сигналов другим станциям. В секции приемника это поможет от проникновения нежелательного сигнала в каналы.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.