Исходные данные для проектирования:
- промежуточная частота (fПР), МГц;
- полоса пропускания (ПФ), МГц;
- ослабление на краях полосы пропускания (неравномерность ослаблений (затуханий) внутри полосы пропускания) (sФП), дБ;
- избирательность по соседнему каналу (sФС), дБ;
- вносимое ослабление (затухание) внутри полосы пропускания (sфо, дБ или коэффициент ослабления на средней частоте q = Lфо = 1/ sфо);
- конструктивная добротность ненагруженного согласующего контура (Qк);
- расстройка по соседнему каналу (Δfc), МГц;
- параметры усилительного или преобразовательного активного элемента
;
- параметры нагрузки
.
=
Расчет УПЧ и ПЧ с системой сосредоточенной избирательности на выбранном фильтре
По исходным данным приложения выбирается тип фильтра и производится расчет УПЧ и ПЧ с ФСС на выбранном фильтре.
Поскольку номинальные значения входных и выходных характеристических сопротивлений фильтров существенно отличаются от входных и выходных сопротивлений активных элементов (АЭ), фильтры включаются в УПЧ и ПЧ через согласующие звенья (СЗ).
Наиболее распространенный вариант такого включения с широкополосным согласующим контуром (СК) и согласующим трансформатором (СТ) представлен на эквивалентной схеме (рисунок 2.1).
. Эквивалентная схема согласования фильтра
с коллекторной и базовой цепями
Расчет сводится к определению элементов согласующих звеньев СЗ1 и СЗ2, исходя из следующих предпосылок: для оптимизации системы АЭ1-Ф-АЭ2 по мощности должно быть выполнено согласование входных и выходных проводимостей фильтра Сф.вх=1/Rвх, Сф.вых=1/Rвых с проводимостью нагруженного со стороны АЭ1 согласующего контура и входной проводимости АЭ2; широкополосный согласующий контур не должен существенно влиять на АЧХ системы, для этого полосу пропускания нагруженного СК (ПС.К.) устанавливают намного шире полосы пропускания фильтра ПФ:
| (2.22) |
Здесь 
должна соответствовать исходной полосе пропускания П.
Определяем показатель связи фильтра с АЭ1:
| (2.23) |
где 
, где 
– конструктивная добротность ненагруженного СК.
Индуктивность контурной катушки
| (2.24) |
| (2.25) |
Индуктивность катушек согласующего трансформатора (С32)
| (2.26) |
Коэффициент связи К2 полагают равным 0,5 – 0,9.
| (2.27) |
где gН = 1/RН = g11.
Коэффициент включения n1, n2 :
| (2.28) |
| (2.29) |
Если n1 окажется больше 1, то принимаем его равным 1.
Индуктивность катушки связи фильтра с контуром
| (2.30) |
Коэффициент связи К1 полагают равным (0,5-0,9).
Емкость контура
| (2.31) |
где СМ – емкость монтажа.
Резонансный коэффициент усиления каскада по напряжению
| (2.32) |
где LФ – вносимое ослабление (затухание внутри полосы пропускания) [дБ].
Малая критичность пьезокерамических и пьезомеханических фильтров к изменению нагрузочных сопротивлений позволяет подключать их к базе следующего каскада непосредственно (без согласующего трансформатора). В этом случае резонансный коэффициент усиления каскада вычисляется следующим образом:
| (2.33) |
В электромеханических фильтрах согласующими элементами служат внутренние контуры магнитострикционных преобразователей. Как правило, применяют внутриемкостную связь фильтра с коллекторной и базовой цепями. Коэффициенты включения выбирают равными:
 – для коллекторной цепи,
| (2.34) |
 – для базовой цепи.
| (2.35) |
Если коэффициенты включения оказываются больше единицы, контуры магнитострикционных преобразователей включают полностью, а согласования добиваются с помощью шунтирующих резисторов.
Коэффициент усиления каскада с электромеханическим фильтром при согласовании вычисляют по формуле
| (2.36) |
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3.
