Разделы сайта

Основные сведения о синтезе эквивалентных схем фильтров

Синтез фильтров обычно включает два основных этапа: первый - зная исходные данные, синтезируют эквивалентную схему фильтра, состоящую из реактивных элементов с сосредоточенными параметрами; второй - проводят реализацию синтезированной эквивалентной схемы, заменяя сосредоточенные индуктивности и емкости отрезками линий передачи, реактивными стержнями и другими неоднородностями в линии передачи.

В технике СВЧ широко применяются так называемые лестничные отражающие фильтры. Эквивалентные схемы таких фильтров совпадают со схемой лестничных фильтров, используемых на низких частотах и выполняемых из L- и C - элементов с сосредоточенными параметрами.

Рассмотрим синтез эквивалентной схемы ФНЧ, выполненной по лестничной схеме. Такая схема, состоящая из n элементов L и С, показана на рис. 4.3

Рис. 4.2«Вариант фильтра - прототипа и его дуальная схема»

Чаще всего главное значение имеет АЧХ фильтра, но идеальную амплитудно-частотную характеристику для ФНЧ получить с помощью схемы, имеющей конечно число элементов, невозможно. Поэтому обычно используют более приемлемый способ задания требований к АЧХ: в ПП величина вносимого затухания не должна превышать заданную величину, а в ПЗ вносимое затухание должно быть больше заданной величины в данной полосе. Далее указанную идеализированную АЧХ аппроксимируют какой-либо функцией.

Чаще всего на практике используют максимально плоскую (Баттерворта) и чебышевскую характеристики.

Характеристика Баттерворта.

В полосе пропускания амплитудная характеристика максимально плоская и почти не зависит от частоты, то есть она максимально приближена к идеальной, но крутизна в переходной полосе слишком мала для нашего случая, т.к. фильтр узкополосный, а в данном случае слишком велика длительность переходных процессов, хотя она уменьшается с увеличением числа элементов в схеме n.

Характеристика Чебышева.

В полосе пропускания АЧХ имеет осциллирующий характер с неизменной амплитудой осцилляций. Крутизна АЧХ в переходной полосе увеличивается также увеличением элементов в схеме. Но основное преимущество чебышевских фильтров по сравнению с максимально плоскими - меньшее число элементов в схеме при одинаковых значениях вносимых затуханий в полосах ПЗ и ПП и частот среза и запирания.

Следовательно, при моделировании фильтра будет использоваться именно чебышевская характеристика аппроксимации, а расчет полосно-пропускающего фильтра будем осуществлять, используя фильтр-прототип нижних частот, ведь при замене АЧХ фильтра-прототипа она переходит в АЧХ полосового фильтра (рис. 4.3.).

Рис. 4.3«Вариант эквивалентной схемы полосно-пропускающего фильтра»

Самое читаемое:

Молекулярно-лучевая эпитаксия
Работы по исследованию искусственно созданных полупроводниковых сверхрешеток были инициированы идеей о создании одномерной периодической структуры чередующихся сверхтонких слоев, высказанной в 1969 г. Эсаки и Цу. Изготовление подобной кристаллической структуры из сверхтонких слоев представляло в то время необычайно сло ...