Исследование  полосового  фильтра

 

     Исследуемый полосовой фильтр является избирательным звеном в цепи антенна-приемник (передатчик). Его назначение в радиостанциях – обеспечение избирательности с минимумом затухания в полосе без ухудшения согласования. Небольшое затухание и возможность работы при уровнях мощности 10 Вт в сочетании с малыми габаритами заметно отличают его в ряду подобных разработок.

Цель работы: Изучение основ теории полосовых фильтров. Знакомство с параметрами фильтра и методами их измерения. Изучение приборов и техники измерений.

 

 

Порядок выполнения работы:

 

· изучить теорию полосовых LC фильтров на связанных контурах;

· произвести квалификацию и описать предложенный для исследования фильтр;

· ознакомиться с методами измерения параметров и изучить приборы и оборудование;

· произвести измерения параметров, зафиксировать результаты в рабочую тетрадь;

· оформить письменный отчет по работе;

· сделать отчет о проделанной работе.

 

 

Теоретические сведения   

 

     Фильтр является устройством, затухание которого зависит от частоты. Там, где затухание мало, имеет место полоса пропускания, а где велико – полоса заграждения. Большое затухание в полосе заграждения создается за счет поглощения и отражения энергии подводимого сигнала.

     По положению полос пропускания и заграждения фильтры делятся на фильтры низких частот (ФНЧ), высоких частот (ФВЧ) и полосовые фильтры (ПФ). На рис.1 а-г показаны характерные частотные характеристики указанных фильтров.

а                                                           б

 

в                                                  г

Рис.1

 

К числу основных параметров фильтров относятся:

· полоса пропускания;

· полоса заграждения;

· средняя частота;

· коэффициент затухания в полосе заграждения;

· коэффициент затухания в полосе пропускания;

· крутизна частотной характеристики;

· коэффициенты отражения от входа и выхода;

· коэффициенты, характеризующие форму частотной характеристики, и т.д.

Фильтры могут быть реализованы на основе коаксиальных, полосковых и волноводных трактов, а также объемных резонаторов. Из всего разнообразия фильтров проведем исследование трехзвенного фильтра на сосредоточенных LC-элементах, работающего в диапазоне (150 – 180) МГц и имеющего входное и выходное сопротивление трактов 50 Ом.

 

Рис.2

 

 

ПРОВЕРКА ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛОСОВОГО ФИЛЬТРА.

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ.

 

Испытания ПФ проводятся с помощью ИЗМЕРИТЕЛЯ КОМПЛЕКСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ Р4-11.

 

1.Ознакомиться с устройством и порядком работы Измерителя Р4-11 по техническому описанию (ТО) и инструкции по эксплуатации на этот прибор:

 -назначение и технические характеристики прибора;

 -назначение органов управления прибором;

 -устройство и принцип работы прибора и его составных частей;

 -порядок работы с прибором Р4-11 при измерениях ослабления и КСВн в декартовых координатах.

 

2.Собрать рабочее место и откалибровать прибор Р4-11 для измерения ослаблений в

полосе частот (130-200) МГц, тракт 50 Ом.

 

3.Установить исследуемый ПФ, в специальном приспособлении, в коаксиальный тракт прибора Р4-11.

 4.Проверить характеристики ослабления ПФ в полосе пропускания и в полосе заграждения. Результаты измерений представить в виде графиков зависимостей ослабления от частоты.

5.Собрать рабочее место и откалибровать прибор Р4-11 для измерения КСВн в диапазоне частот (130-200) МГц, тракт 50 Ом. Проверить КСВн коаксиальной нагрузки, входящей в комплект прибора Р4-11.

6.Установить исследуемый ПФ на выход Zx рефлектометра, при этом свободный выход ПФ должен быть нагружен на проверенную оконечную коаксиальную нагрузку из комплекта Р4-11.

7.Проверить КСВн полосового фильтра с обоих выходов поочередно. Результаты замеров представить в виде графиков зависимостей КСВн от частоты.

8.Представить в отчете по лабораторной работе:

 -схему электрическую ПФ;

 -схему рабочего места по измерению ослаблений;

 -схему рабочего места по измерению КСВн.

 

 

  Контрольные вопросы:

 

 

1. Чем определяется полоса пропускания фильтра?

2. От чего зависят величины затухания и заграждения полосового фильтра?

3. Какими параметрами характеризуется полосовой фильтр?

 

 

 

                                            Список литературы:

 

 

1.Конструирование экранов и СВЧ устройств./ Под ред. Чернушенко-М.: Радио и

связь,1990г.

2.Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники.-М.: Сов.радио,1967 г.

3.Малорацкий Л.Г.,Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях.-М.: Сов. Радио,1972 г.

4.Панорамный измеритель КСВ и фазы Р4-11.Техническое описание.

5.Частотомер Ч3-54. Техническое описание.