Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 23
Текст из файла (страница 23)
3.29) имеет место емкостная связь между контурами, применяют и индуктивную связь. Из ~сории фильтров известно, что все элементы звена выра>каются через частоты среза (~ = 1;„— По >!2; 1 = >и "- По,>/2: Л~ = Л> = = ((> — 1~) Ро~2Я2>Б С~ = С>=Й2Я2>Я .1~) Ро, Сз = Д РЯ(4пЯ>ро В транзисторных УПЧ обычно р,= Б,.50 кОм. Вносимые таким ФСИ потери 2. = 4,34лГ. »По,>До, дБ, где л — число контуров; Ров их собственная добротность.
Для согласования ФСИ с выходом предыдущего и входом следующего каскадов используют авто- трансформаторное или трансформаторное подключение первого и последнего контуров, как это показано на схеме УПЧ с трехзвенным фильтром (рис. 3.30). Фильтры сосредоточенной избирательности такого типа могут проектироваться как с чебышевскими, так и с максимально плоскими АЧХ, причем необходимое число звеньев и добротности кон~уров оказываются различными при одинаковых требованиях к ширине полосы и избирательное~и, фильтры с чебышевской АЧХ обладают более линейной ФЧХ (менее неравномерной характеристикой ГВЗ). На частотах 50...1000 МГц вместо контуров на элементах с сосредоточенными параметрами в рассмотренных ФСИ используют спиральные резонаторы, представляющие собой четвертьволновый коаксиачьный резонатор с внутренним проводником, для сокращения размеров свернутым в спираль.
В УПЧ профессиональных приемников умеренно высоких п>сн>т применяют удобные для микроэлектронной реализации ФСИ в виде АГсСФ, построенных на основе усилителей и И'ч>спей. В пас ианом виде эти цепи не обеспечивают необходимой нзб>ирательности, однако их использование совместно с усили>слом позволяет не ~олько повысить добротность фильтра, опрс,чсляемую как Д =(„р >По>, но и совместить в одном устройстве фу~>кции избирательности и усиления. Существует множество ти- 119 Усилители радиосигналов пов АВСФ, различающихся структурой, порядком используемых операционных звеньев и видом УП, однако для построения УПЧ операционные звенья выше второго порядка обычно не применяются, а для увеличения порядка фильтра соединяются каскадно звенья первого и второго порядков.
В качестве УП чаще всего используют ОУ, но применяют и усилители с конечным усилением типа источников напряжения, управляемых напряжением 1ИНУН), реализуемые в виде ИМС или на дискретных транзисторах. Операционные звенья второго порядка представляют собой усилитель, охваченный ЯС-цепью частотно-зависимой ООС или ПОС. Если в качестве УП применяют ОУ, знак ОС определяется тем, на какой вход, инвертирующий или не инвертирующий, подается напряжение ОС. На рис.
3.3 1 показана одна из наиболее распросграненных схем АКСФ на одном ОУ обладающег.о АЧХ ПФ. Штриховой линией выделена мостовая Т-образная заграждаюшая цепь ООС, связывающая выход ОУ с его инвертирующим входом: в окрестностях промежуточной частоты ее коэффициент передачи падает, поэтому общий коэффициент передачи фильтра Ке возрастает, достигая на частоте ~„г максимального значения К1д. Из теории АВСФ следует, что, если выбрать С, = С. = С, при идеальном ОУ и заданных значениях/„р, Пег и Кос сопротивления цепи определятся простыми соотношениями: Яз= 1/лПстС: )г, = А./2Квс, )гз= ггз(4Д вЂ” 2Кес), причем для получения ггз> 0 необходимо выполнение условия 4Д > 2Кес. При Д> 1О реализуется узкополосный ПФ с АЧХ Ьаттерворта„а при Д < 10 — широкополосный.
Максимальная реализуемая добротность фильтра определяется коэффициентом усиления ОУ (или любого другого применяемого усилителя) без ОС: Ди,„, = 0,5 1К. Чтобы нестабильность К не приводила к нестабильности добротности, при проектировании выбирают Д < 0,!Д„„„. ггат «и, Рис. 3.31 120 гплвл з ~Г ! ! ! ! 1 рис. з.зг Возлюжен другой способ реализации широкополосного ПФ, заклкзчающийся в последовательном включении двух Л!сСФ с характеристиками г1эНЧ и ФВЧ. Недостаток фильтров нв одном ОУ заключается в том, что повышение их добротности достигается сильным разносом номиналов элементов, а к качеству ОУ и, в частности, к его коэффициенту усиления К предьявляют повышенные требования. Поэтому такис фильтры обычно реализуются с Д < !О...!5, Если в цепь ООС ввести дополнительный усилитель тина ИНУН, указанные недостатки могут быть ослаблены.
Использование в ЛВСФ в виде каскадного соединения ФНЧ и ФВЧ сверхвысокочастотных транзисторов позволяет повысить рабочие частоты ФСИ до 100 МГц и выше. Находят примененис в УПЧ и полосовые Л!хСФ на основе усилителей с конечным усилением !обычно типа И1!УН), охваченных частотно-зависимой ПОС. На рис. 3.32 показана схема такого ПФ второго порядка, в котором в качестве ИНУН использован ОУ. а в качестве цепи ПОС вЂ” элементы Яз, )1н Сь С.
моста Вина. Из теории электрических испей известно, что на оп!зедслснной шснтпс, зависящей от соотношения параметров элементов этой /Ы'-нсни, она не дает сдвига фазы колебаний на выходе 1в дщшом слу щс на не инвсртирующем входе ОУ (относительно колебаний на сс входе (и„„„)). Если элементы цспи выбраны так, что этот эффск~ лосгигастся на частоте /„„, поступающее на нсинвсртируюи!нй вход напряжение ОС максимально и реализуется характсрис ~ ~~ка ! !Ф. 1!адичис ПОС даст возможность применять усилитсли с малинн К.
порядка нескольких единиц, что позволяет повысить Усилители радиосигналов 121 рабочие частоты фильтров, однако одновременно приводит и к повышенной чувствительности их параметров к изменениям элементов схемы. Для уменьшения этой чувствительности в АРСФ такого типа вводится дополнительная стабилизирующая ООС (на рис. 3.32 — с помощью резистивного делителя Ят)1,). Тем не менее, добротность таких фильтров обычно ограничивается пределами 10...15.
Из теории АВСФ следует, что если выбрать С, = С. = С; Р~ = Рс= Р, то при заданных );е и Под необходимо обеспечить К == 5 — з)2!Д, Л = т)2/2л)ияС, Яз= К1т„при этом Кфс= 5Д'Г2 — 1. В УПЧ применяется также широкий класс элекгггроакустггческих г)нсяьтргдп обладающих близкой к идеальной характеристикой односигнальной избирательности, хорошими массогабаритными показателями, облегчающих настройку и регулировку усилителей. В таких ПФ энергия электрических сигналов с помощью входного преобразователя в результате пьезоэлектрического или магнитострикционного эффекта превращается в энергию упругих колебаний акустической системы (резонатора). В выходном преобразователе происходит обратное преобразование энергии упругих колебаний в энергию электрических сигналов.
Специальные звенья на входе и выходе электроакустического фильтра согласуют его соответственно с возбуждающей и нагрузочной электрическими цепями. Улучшение коэффициента прямоугольности и уменыпение потерь в полосе пропускания таких фильтров по сравнению с рассмотренными ранее являются следствием значительно более высокой добротности акустических резонаторов. Пьезоэлектрическими свойствами обладают многие вещества.
но наиболее широкое применение для создания фильтров находят монокристаллы кварца и поликристаллическое вещество — пьезокерамика на основе титаната бария, используются и некоторые синтетические кристаллы. Из пьезоэлектрика под определенными углами по отношению к его кристаллофизическим осям вырезают образцы в форме пластин, стержней, дисков, линз и т.д., на которые наносят электродное покрытие. образуя пьезоэлементы (ПЭ).
Последние могу~ иметь также вид пленки, нанесенной на какую- либо пассивную подложку. Снабженные системой крепления и токоотводами ПЭ называют пьезоэлектрическими резонаторами, которые могут помещаться в корпус или быть бескорпусными. Пьезоэлементы представляют собой функциональные узлы, которые входят в состав пьезоэлектрических устройств, в частности фильтров. Основные электрические и эксплуатационные параметры пьезоэлектрических фильтров в значительной степени определякттся характером деформаций ПЭ (растяжение — сжатие, изгиб, кручение) и тем, в какой части пьезоэлсктрика эти деформации 122 ГЛАВА З происходят: во всем объеме или на поверхности и в приповерхностном слое.
В первом случае в ПЭ возможно существование ОАВ, во втором — ПАВ. Наиболее традиционным в фильтровой технике является использование ПЭ на ОАВ, избирательная способность которых объясняется высокой стабильностью частоты собственных механических колебаний. Избирательные свойства такого резонатора отражаются эквивалентной схемой в виде последовательной цепи Еп С,, Аг, параллельно которой подключена емкость электродов С„.
Такой двухполюсник обладает комплексным сопротивлением, на частотной зависимости которо~о имеются две характерные частоты; последовательного гт = 1(2я,(Е,Сг и параллельного (,'> = (г,/1 ~>. СС,гС, Резонансов. На частоте(м сопРотивление Резонатора минимально и равно Яг, на частоте(ь> — максимально. Между частотамиД и)ь> реактивное сопротивление ПЭ имеет индуктивный характер, вне этого диапазона, называемого резонансным промс>кутколг 1(ь> —.(т)/(ьг = Сг(2Ст — емкостный.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
