Диапазонные полосовые фильтры. Схема ДПФ для:
трансиверов, радиоприёмников прямого преобразования, SDR-ов и супергетеродинов
А на кой шайтан-узбек сдались нам эти ДПФы?
Возьмём, к примеру, Дегенов, Туксанов и прочих апологетов традиционной китайской цивилизации.
Молодцы ведь – пашут и не жужжат. Как говорится, простенько и со вкусом, без всяких там излишеств!
"Две водки, три пива, селёдка и цельная буханка хлеба" – скромный спартанский менталитет, воплощённый в схемотехнике и конструктиве.
Так вот. Пашут – и молодцы!
И должны пахать всеми корпусами на полную глубину, оправдывая высокое звание супергетеродинов с двойным преобразованием частоты
и высокой первой промежуточной частотой.
А чтобы вспашка была качественной, нужно следить, чтобы амплитуда сигнала, поступающего на антенный вход электроприбора, не превышала уровня,
отведённого ей динамическим диапазоном.
Динамический диапазон подобных радиоприёмников ограничен цифрой 80дБ, а это значит, что при чувствительности приёмника 1мкВ,
максимальная амплитуда входного сигнала, перевариваемая агрегатом, составит величину
1мкВ x 10000 = 10мВ. Подадите больше, начнёт пожужживать. Ещё больше – услышите кашу из интермодуляционных шумов и продуктов искажений.
И не знать бы всего этого геморроя, если бы закон диалектического развития (мать его) не отвернул бы нас от комнатной магнитной рамки
в сторону полноразмерной антенны или хотя бы просто длинного куска провода, согласованного с 50-омным входом приёмника.
А тут?
Какие там 10 мВ, особенно в условиях города!?
Широчайший спектр сигналов, начиная от 50-герцовых сетевых наводок, кончая мощными УКВ ЧМ-станциями, наведут на длинную антенну совокупную
ЭДС, исчисляемую десятками, а то и сотнями милливольт.
Вот, собственно говоря, для того, чтобы очистить, поступающие на вход приёмника сигналы от всякой внеполосной дряни и уменьшить их
совокупную амплитуду до приемлемого уровня, не прибегая к помощи аттенюатора, и служат диапазонные фильтры.
Всё вышесказанное относится и к простым приёмникам прямого преобразования с диодными, либо интегральными смесителями.
Несколько другая история связана с SDR-ами и ППП со смесителями на быстродействующих ключевых элементах. Здесь параметр реально
достижимого динамического диапазона составляет величину 110-115 дБ, и на первый план выходит функция полосовых фильтров по подавлению
паразитных каналов приёма на нечётных гармониках. И функция эта настолько важна, что можно уверенно заявить – без полосовых
фильтров приёмник прямого преобразования нормально работать не будет.
Описывать многообразие различных схемотехнических решений диапазонных фильтров в рамках данной статьи я не вижу особого смысла,
поэтому сразу приведу схему ДПФ, которая может стать базовым вариантом для современного радиоприёмника высокого класса.
Рис.1 Схема полосового LC фильтра 3-го порядка
Подробно эти фильтры 3-7 порядков мы рассматривали на странице (ссылка на страницу).
Там же можно произвести онлайн расчёт этих фильтров для любых частот и характеристических сопротивлений.
К преимуществам данных фильтров можно отнести минимальные потери и максимально плоскую АЧХ в полосе пропускания.
Крутизна спада АЧХ вне полосы пропускания составляет величину 43 дБ/октаву.
Причём, характеристики подобных фильтров не так сильно зависят от точности подбора номиналов конденсаторов и катушек индуктивности,
как от строгого соблюдения рассчитанных параметров входного и выходного сопротивлений.
В качестве входного у нас выступает сопротивление приёмной антенны, согласованное с волновым сопротивлением коаксиального кабеля.
А теперь давайте прикинем – а в каких хуторах и селениях нам искать следы антенны с постоянным и неизменным 50-омным сопротивлением во
всём непрерывном КВ диапазоне?
Очень мало в каких, запаришься искать такую антенну!
Чтобы не ограничивать сферу применения наших полосовых диапазонных фильтров такими редкими антеннами, подобное согласующее
устройство придётся предусмотреть в составе схемы ДПФ.
Причём на первый план здесь выходит ключевая задача – превысить параметры, определяющие динамический диапазон приёмника.
Зададимся цифрой этого параметра, к примеру, не менее 120 дБ.
В результате получилась следующая картина:
Рис.2 Схема ДПФ для КВ радиоприёмника или трансивера
А подробно обсудим её – на следующей странице.
|
