Твердотельные фильтры. Пассивные радиочастотные фильтры. Полосовые фильтры тракта высокой частоты

Федеральное агентство по образованию РФ.

РГРТУ

Кафедра РТУ

Реферат на тему:

«Твердотельные фильтры»

Выполнил

Ст. гр. 614

Проверил:

Рязань 2010.

 Пассивные радиочастотные фильтры

Обеспечение высоких технических характеристик приемных устройств и прежде всего в отношении селективности по соседним, зеркальным и другим дополнительным каналам приема требует квалифицированного выбора и применения современных радиочастотных фильтров

Оптимизация выбора фильтров часто является многокритериальной . Важны не только характеристики избирательности, стабильности, стоимости, но и массогабаритные, конструктивные особенности, существенно влияющие на размеры плат приемников, технологичность изготовления и настройки. Иногда важны и другие факторы, например связанные с построением малошумящих УРЧ или повышенной защитой приемников от интермодуляционных помех

В настоящее время расширяется вверх диапазон частот, где начинают использоваться в микросхемах приемников активные фильтры RC-типа. Совершенствуются технические и программные средства фильтрации на основе цифровой обработки сигналов. При этом "оцифровка" сигналов с помощью АЦП приближается к антенне, те выполняется на все более малом уровне амплитуды сигналов на первой промежуточной частоте и даже после малошумящих УРЧ. Вместе с тем, подавляющее большинство устройств приема в настоящее время используют супергетеродинные схемы. Для них необходимы пассивные фильтры радиочастотных диапазонов.

Рисунок 1.

На рис. 1 представлена диаграмма, показывающая примерные границы радиочастотных фильтров. Слева направо вниз показаны. R.C- активные фильтры, реализуемые в многофункциональных .микросхемах для приемников, фильтры с LC-контурами пьезоэлектрические фильтры (ПЭФ), электро-механическне фильтры (ЭМФ), кварцевые фильтры на дискретных элементах (КД). фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ), монолитные кварцевые фильтры (КМ) на основе природного и искусственного кварца, микрополосковые фильтры (МП), фильтры на основе диэлектрических резонаторов (ДР).

По месту включения фильтров в приемниках их можно классифицировать как

-  входные полосовые фильтры, работающие на частоте сигнала в антенне;

-  полосовые фильтры тракта высокой промежуточной частоты (при многократных преобразованиях, при работе в высокочастотных  диапазонах, при работе с широкополосными сигналами);

-  полосовые фильтры тракта низкой промежуточной частоты, на которой выполняются усиление, ограничение сигналов или автоматическая регулировка усиления, обычно избирательность по соседним каналам и детектирование

Входной полосовой фильтр в зарубежной технической литературе называют "Front - end filter", т.е. "фильтр переднего конца" тракта приема. В целом это фильтр преселектора, включающего в себя входную цепь и фильтр нагрузки УРЧ. Его задача, как уже отмечалось, заключается в подавлении зеркального канала, канала прямого прохождения (f_пч) и сужении полосы частот, в которой возможен прием сильных сигналов, способных вызвать интермодуляционные помехи. Для малошумящего приема с целью повышения реальной чувствительности потери сигнала в фильтре входной цепи должны минимизироваться Минимальными потерями пока что могут обладать фильтры входных цепей на основе контуров, длинных линий, объемных и комбинированных резонаторов. Их недостаток - сравнительно большие габариты. В новых, особенно малогабаритных средствах связи во входных цепях все более широко используются твердотельные фильтры. Они компактны, стабильны, не требуют настройки. По величине потерь (1.5...4 дБ) они заметно уступают фильтрам, названным выше, но уже вполне приемлемы даже для обеспечения чувствительности приемных устройств многих систем радиосвязи. На частотах выше нескольких ГГц все шире используют фильтры на диэлектрических резонаторах. Добротность диэлектрического резонатора может составлять от 2 до 5 тысяч, а в случае низких требований к температурной стабильности и значительно больше. Высокие значения диэлектрической постоянной материала s (30...200 и больше) позволяют выполнять фильтры достаточно компактными по сравнению с объемными резонаторами.

На частотах от 30 до 3000 МГц широко применяются фильтры на поверхностных акустических волнах. Фильтры на ПАВ для входных цепей имеют небольшие потери (около 1,5...3,5 дБ), но обладают при этом сравнительно невысокой избирательностью П.АВ - фильтры, обеспечивающие высокое подавление внеполосных сигналов (50 .80 дБ), имеют потери до 1...25 дБ. Они включаются в тракт, где уровень сигнала достаточно велик. Для преселекторов в настоящее время выпускаются микросборки, состоящие из двух ПАВ-фильтров и малошумящего транзисторного усилителя радиочастоты между ними. По своим параметрам они отвечают требованиям к аппаратуре связи общегражданского назначения. Они обеспечивают компактность, технологичность производства платы приемников, стандартные 50 или 75-омные сопротивления по входу и выходу, возможность применения при любом варианте монтажа.