Твердотельные фильтры. Пассивные радиочастотные фильтры. Полосовые фильтры тракта высокой частоты, страница 2

Полосовые фильтры высокой промежуточной частоты (> 30 МГц) при сравнительно широких полосах обычно выполняют на ПАВ-фильтрах. Они имеют приемлемую стабильность, малые габариты и низкую стоимость. В случае высоких требований к стабильности частоты настройки, относительно узкой полосе протекания, избирательности применяют фильтры на основе природного или искусственного кварца. Диапазон частот монолитных кварцевых фильтров достигает 150 МГц, на более высоких частотах фильтры выполняют по технологии ПАВ на кварцевых пластинах. По стабильности в диапазоне температур современные ПАВ-фильтры в керамических корпусах несколько уступают кварцевым, но превосходят фильтры на дискретных элементах, микрополосковые и ПЭФ

На частотах выше 300 МГц в аппаратуре, где размеры жестко не ограничиваются, или выше 3000 МГц в малогабаритных устройствах приема часто используются микрополосковые фильтры Достоинство их - доступность технологии, недостатки - сравнительно большая площадь платы и невысокая добротность (обычно < 100)

Пьезоэлектрические фильтры (ПЭФ) занимают область низких и умеренно высоких промежуточных частот (до 20 МГц). Для фильтров с частотой 10,7 МГц типичны полосы пропускания около 250 кГц по уровню 3 дБ и 500 кГц по уровню - 20 дБ.

Фильтры низкой промежуточной частоты 455 кГц выпускаются с полосами пропускания от 3 до 30 кГц по уровню 6 дБ. Эти фильтры отличаются малыми габаритами и низкой стоимостью, имея параметры и стабильность, приемлемые для аппаратуры массового назначения. В настоящее время в квадратурных детекторах ЧМ сигналов на частоте 455 кГц широко используются керамические контуры, также обладающие высокой стабильностью и малыми размерами

Узкополосные фильтры промежуточной частоты с полосой пропускания 0,02 - 0,2 % производятся из естественного и искусственного кварца, обладают одинаковыми параметрами Наименьшие габариты имеют монолитные кварцевые фильтры . Технические характеристики по избирательности определяются порядком фильтра (от 2 до 12). Фильтры на частоте более 30 МГц при полосах пропускания около 30 кГц часто не удовлетворяют необходимым требованиям по коэффициенту прямоугольное™ и ослаблению внеполосных сигналов. В этих случаях используют последовательное включение двух стандартных фильтров. Современные фильтры конструктивно выполняются в малогабаритных корпусах для разных типов монтажа, для установки выводов в отверстия в печатной плате (тип "DIP"), с пленарными выводами (тип "Planar") и для поверхностного монтажа безвыводной элементной базы (тип "SMD").

Полосовые фильтры тракта высокой частоты

Для телекоммуникационной аппаратуры диапазона частот от 30 до 3000 МГц основным типом используемых твердотельных фильтров являются ПАВ-фильтры. Фирмы производители выпускают их в широком ассортименте, но основная номенклатура определяется частотными диапазонами и требованиями к стандартным средствам беспроводной связи, передачи данных и навигации.

Ниже даются параметры ПАВ-фильтров на примере разработанных и производимых в Омском научно-исследовательском институте приборостроения Фильтры выпускаются в четырех видах корпусов, предназначенных для современных технологий монтажа. Большинство фильтров согласуется с сопротивлениями источника сигнала и нагрузки 50 Ом, некоторые - с сопротивлениями 75 Ом. Фильтры выпускаются для работы в диапазоне частот от 30 до 200 МГц с полосой пропускания 8.. 12 % и 0,02 .0.1 %. от 30 до 500 МГц при полосе 2 %. от 70 до 350 МГц с полосой 3,5 %.  Таблица 1.

Разработаны и выпускаются также гибридные ПАВ-мнкросборки нескольких типов с УВЧ, отличающиеся достаточно высокими параметрами, соответствующими требованиям ГОСТа на многие типы средств связи.

Таблица 2.

Современные фильтры типа ПАВ (SAW) обычно имеют более широкие полосы, чем кварцевые фильтры. Вместе с тем выпускаются также и фильтры с полосой 0,02 - 0,1 %. При использовании высокочастотных и среднечастотных ПАВ-фильтров можно ориентироваться на параметры фильтров, выпускаемых за рубежом, которые представлены в таблице 3:

Низкочастотные фильтры для тракта промежуточной частоты наиболее часто используются с частотой 455 кГц за рубежом и 465 кГц - в России. Это керамические фильтры с разным числом пьезокерамических резонаторов, несколько отличными конструктивно-технологическими особенностями, с несколькими типами стандартных корпусов. Фильтры с высокими техническими характеристиками либо выпускаются в одном корпусе, либо могут быть выполнены при использовании двух последовательно включенных более простых малогабаритных фильтров. При этом расширяется область применения фильтра. Например, в случае использования на первой промежуточной частоте узкополосного фильтра обеспечивающего достаточно высокую избирательность по соседнему каналу, от фильтра на низкой промежуточной частоте высокой избирательности не требуется.

Параметры пьезокерамических фильтров для низкой промежуточной частоты, производимые фирмой MuRata, приведены в таблице 4:

Использованная литература:

1. Паршин Ю.Н. , Салтыков Е.Н.  Проектирование Радиоприемных устройств. учебное пособие. Рязань 2008.