Полосовой фильтр на 145 мгц: ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ДИАПАЗОНОВ 50 И 144 МГЦ

Содержание

Фильтры из коаксиального кабеля, часть 2

В статье Режекторные фильтры из коаксиального кабеля мы познакомились с фильтрами из отрезка кабеля длиной λ/4. Существуют фильтры с похожим принципом действия, но представляющие собой два отрезка кабеля длиной λ/8. В английском языке эти фильтры иногда называют double stubs. Давайте же выясним, как эти фильтры работают.

Так как у меня подыссякли запасы кабеля RG213, фильтр было решено делать на радиолюбительский УКВ диапазон 2 метра (144-146 МГц):

С учетом коэффициента укорочения кабеля длина λ/8 отрезков составила 172 мм. Отрезки соединены параллельно, конец левого закорочен, а конец правого разомкнут. После пайки концы кабелей оборачиваем изолентой. В центральной части фильтра восстанавливаем экран кабеля по уже знакомой нам методе «слой изоленты, слой фольги, слой изоленты». Это позволяет получить более хорошую АЧХ.

Спрашивается, на каких же частотах фильтр будет что-то фильтровать? Если мы увеличим нашу частоту 145 МГц в два раза, то на ней отрезки кабеля будут иметь длину λ/4. Закороченный λ/4 отрезок ничего не делает, но зато разомкнутый отфильтровывает сигнал. При увеличении частоты в четыре раза отрезки будут иметь длину λ/2. Теперь они меняются ролями — разомкнутый кабель бездействует, а закороченный отфильтровывает сигнал. Таким образом, будут отфильтрованы все четные гармоники.

Но будет ли потеряна какая-то часть энергии на основной частоте? Давайте выясним. Если внимательно присмотреться к приведенному выше фото, то можно кое-что заметить. Правый отрезок кабеля можно рассматривать как конденсатор, соединяющий жилу и экран кабеля. Аналогично левый отрезок представляет собой индуктивность. Спрашивается, а можем ли мы определить их импеданс? Оказывается, что можем. Кабель с волновым сопротивлением Z0 и длиной L, соединенный с нагрузкой, имеющей импеданс ZL, имеет вполне определенный импеданс:

У нас L = λ/8. Соответственно, аргументом тангенса будет π/4, а tan(π/4) = 1. Теперь, чтобы определить импеданс закороченного кабеля, подставим в уравнение ZL = 0, и получаем Zin = j · Z0 = 50j Ом. Чтобы определить импеданс разомкнутого кабеля, поделим числитель и знаменатель в уравнении на Z

L, после чего подставим ZL = ∞. Получим Zin = Z0 · (1 / j) = -j · Z0 = -50j Ом.

Занятно. Теперь, так как катушка и конденсатор соединены параллельно, их суммарный импеданс будет равен Z1·Z2/(Z1+Z2)… ой, получили бесконечность. Выходит, на основной частоте ток сюда вообще не потечет.

В общем и целом, здесь работает тот же принцип, что в простейшем полосно-пропускающем фильтре или в антенных трапах. На резонансной частоте параллельный LC-контур имеет высокий импеданс и ток по нему не течет.

Давайте же проверим наш фильтр при помощи анализатора спектра:

Видим, что на основной частоте, а также на нечетных гармониках, сигнал проходит. На четных гармониках сигнал подавляется. Если смотреть выше 600 МГц, то там кривая заметно портится. Это происходит как минимум по той причине, что UHF-разъемы не особо предназначены для работы на таких частотах (вообще-то, их не рекомендуется использовать выше 200-300 МГц). Кроме того, согласование импеданса в центре нашего фильтра оставляет желать лучшего — пайка, фольга, изолента, вот это вот все.

Рассмотрим левую половину кривой поближе:

АЧХ в полосе пропускания получилась не совсем ровной. В частности, на радиолюбительском диапазоне 2 м, 144-146 МГц, сигнал проходит с аттенюацией около -0.85 дБ. Это соответствует 1-pow(10,-0.85/10) или 17.8% потери мощности. Не мало, однако для фильтров это все еще считается приемлемым результатом.

Перейдем к правой половине кривой:

В радиолюбительском диапазоне 70 см, 430-440 МГц, аттенюация составляет от -0.75 дБ в начале диапазона до -1.25 дБ в его конце, что соответствует 15.9% и 25% потери мощности. Это уже многовато. Для каких-то задач фильтр не подойдет. Стоит однако отметить, что ни на одном из диапазонов мною не предпринималось никаких попыток подстроить фильтр.

Обратите внимание, что в «провалах» у этого фильтра мы видим -35..-40 дБ. У простого фильтра из λ/4 отрезка кабеля мы видели порядка -26.

.-28 дБ. Правда, тот фильтр был на КВ. Для чистоты эксперимента следовало бы сравнивать два КВ или два УКВ фильтра. Заинтересованные читатели могут произвести такое сравнение в качестве упражнения.

А еще в этот фильтр можно добавить переключатель, отсоединяющий разомкнутый кабель. Останется закороченный отрезок кабеля, имеющий длину λ/4 на частоте 2*F, где F в нашем случае была 145 МГц. Как нам уже известно, такой фильтр будет вырезать частоты 2*(2*F), 4*(2*F) и так далее, в общем, все четные гармоники частоты 2*F. Данный эксперимент также предлагается читателям в качестве упражнения.

Дополнение: Фильтры из коаксиального кабеля, часть 3

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

Самодельный антенный полосовой фильтр коротковолнового приёмника.

Фото 1.
Думаю, что у многих радиолюбителей было желание самому сделать приёмник коротковолнового диапазона, чтобы по параметрам он был не хуже профессионального. Сборку можно начать с  входного устройства преселектора, точнее с антенного полосового фильтра.

 Фильтр имеет полосу пропускания коротковолнового диапазона волн 1,5 – 30 МГц и используется во входной цепи профессиональных коротковолновых приёмников, имеющих высокую (35-100 МГц) первую промежуточную частоту. Его задача - подавить зеркальный и побочные каналы приёма, и тем самым повысить помехоустойчивость приёмного тракта и уменьшить излучение гетеродина в антенну. Его также можно использовать как антенный полосовой фильтр для подавления уровня индустриальных помех и помех от радиовещательных и телевизионных передатчиков, работающих вне коротковолнового диапазона. Это удобно, так как его входное и выходное сопротивление равно 50 Ом.

 В профессиональных приёмниках диапазона КВ, благодаря применению аналогичного фильтра и использованию высокой промежуточной частоты, обеспечивается селективность по  комбинационным каналам и ПЧ выше 100 дБ. На примере профессионального радиоприёмника WJ 8888 фирмы «Уоткинс Джонсон» (фото 1) широкополосный полосовой фильтр подключён к антенному входу приёмника. В разрыве между широкополосным фильтром и УВЧ на полевом транзисторе дополнительно присутствуют переключаемые узкополосные фильтры, которые перекрывают весь КВ диапазон.
Характеристики приёмника WJ 8888. Рабочий диапазон 0,5 – 30 МГц. Промежуточные частоты: 82,8 МГц, 10,7 МГц, 455 кГц. Чувствительность 0,56 мкВ при соотношении сигнал/шум 10 дБ. Входное волновое сопротивление 50 Ом. Селективность по побочным каналам приёма и каналу ПЧ составляет 100 дБ. В теории для приёмника с промежуточной частотой выше принимаемого сигнала достаточно иметь на входе только фильтр нижних частот.
Рис.1. Схема фильтра НЧ.

Рис. 2. АЧХ фильтра НЧ.
 Однако в настоящее время нельзя забывать о помехах современных источников питания (компьютеров, импульсных преобразователях напряжений, беспроводных зарядок…), которые могут навестись в антенне, и перегрузить входные каскады приёмника.
 В этом случае положение спасёт фильтр верхних частот.
Рис. 3. Схема фильтра ВЧ.
Рис. 4. АХЧ фильтра ВЧ
 Если соединить два фильтра вместе, то получится полосовой фильтр.
Рис 5. Полосовой антенный фильтр КВ приёмника. 

 Схема этого фильтра (рис. 5) приводится в книге О. В. Головина «Профессиональные радиоприёмные устройства декаметрового диапазона». 1985 г. Москва «Радио и связь».
Фото 2. Конструкция полосового антенного фильтра (рис. 5) коротковолнового приёмника. 
 Когда то такой фильтр был мною собран, но сегодня меня не устроило его ослабление вне полосы пропускания, ведь самодельный приёмник должен быть лучше профессионального. После консультации со знакомыми радиолюбителями была предложена другая схема полосового фильтра, которую впоследствии я воплотил в жизнь.
                                       Схема фильтра Чебышева второго типа.
Рис. 6. Полосовой антенный фильтр коротковолнового приёмника. 
Контура L2C2,  L5C5,  L8C8 настроены в резонанс на частоты 6,2 МГц, 6,0 МГц, 6,6 МГц соответственно. Они отвечают за неравномерность в полосе пропускания фильтра.  Режекторные контура (фильтры-пробки) L3C3, L6C6 настроены в резонанс ниже полосы пропускания фильтра на частоты 550 кГц и на 410 кГц. Они ослабляют эти частоты и формируют  крутизну среза (нижнюю границу) фильтра. Режекторные контура (фильтры-пробки) L4C4, L7C7 настроены в резонанс на частоты 66 МГц и 88 МГц. Также формируют верхнюю частоту среза.
Рис. 7. АЧХ фильтра.

Сама схема фильтра рассчитана в программе и соответствует характеристике на рисунке 7, при условии, что все элементы схемы имеют добротность 50, а номиналы катушек индуктивности и конденсаторов имеют стандартные величины, которые приведены на рисунке фильтра.

                           Характеристики самодельного фильтра. Полоса пропускания 1,5 – 30 МГц. Ослабление в полосе пропускания 0,5 дБ. Входное и выходное волновое сопротивление 50 Ом. Реальная АЧХ фильтра приведена на рисунке 8 (белая линия).
Рис. 8. Реальная АЧХ полосового фильтра.
                                                      Конструкция фильтра. Для монтажа я использовал катушки индуктивности с номиналами 3,9 – 68 мкГн и конденсаторы типа SMD. Не все номиналы деталей были в наличии. Так 3,9 мкГн заменил на 3,3 мкГн, а 15 мкГн сложил из двух последовательно соединённых 5,6 + 10 = 15,6 (мкГн) катушек с такими номиналами. L1 - 120нГн – 8 витков, L4 - 390 нГн – 14 витков, L7 – 330 нГн – 12 витков - намотаны проводом 0,5 мм на оправке 4 мм. L2 – 5,6 мкГн, L3 – 47 мкГн, L5 – 3.9 мкгн, L6 – 68 мкгн, L8 – 15 мкГн. С1,  С 9 - 5600 пФ, С2 – 120 пФ, С3 – 1800 пФ, С4 – 15 пФ, С5 – 180 пФ, С6 – 2200 пФ,

 С7 – 10 пФ, С8 – 39 пФ.

 

Макетная плата полосового антенного фильтра.


Самодельный полосовой фильтр FM диапазона (87,5 – 108 МГц) и рамочная антенна.

 Бывают такие радиоприёмники и такие места, где любимая радиостанция едва пробивается с  шумом, треском, хрипотой и рокотом помех. Один из симптомов – это перегрузка приёмного тракта  мощным передатчиком, работающим вне радиовещательного диапазона приемника, а так же влияние индустриальных помех от работающих электродвигателей, генераторов и импульсных преобразователей напряжений.

 Исправить положение поможет полосовой фильтр на входе приёмника или антенна, а может симбиоз из фильтра и антенны. Поэтому, предлагаю собрать полосовой фильтр на диапазон FM, а затем смастерить  малогабаритную антишумовую антенну.


                  Полосовой фильтр на частоту 87,5 – 108 МГц.

 В современных бытовых приемниках, как правило, на входе уже стоит полосовой фильтр, выполненный на ПАВ (фильтр поверхностных волн). Однако нет большего удовольствия, чем собрать аналогичный полосовой фильтр на дискретных элементах и сравнить их характеристики, тем более что
режекторный полосовой заградительный фильтр
на этот диапазон уже был создан раньше в этом блоге.  Это уже не первый фильтр, который я собрал, а его особенность – это хорошая повторяемость, минимальные потери в полосе пропускания (не более 2 дБ) и достаточно большое ослабление вне полосы пропускания приёмника (до 70 дБ в коротковолновом диапазоне). Аналогичный фильтр я применил в самодельном приёмнике с двойным преобразованием частоты, вот уже два года этот экземпляр безукоризненно трудится на даче.  Здесь же я решил продлить и расширить тему, несколько улучшив параметры фильтра. Теперь можно уже забыть о влиянии мощных коротковолновых передатчиках соседей-радиолюбителей.  Настраиваюсь радиоприёмником на радиостанцию, которая в отличие от других сопровождается потрескиванием и шумом. Подсоединяю в разрыв меду антенной (проволока, равная четвёртой части длины волны, что составляет 75 см)  и входом приёмника полосовой фильтр, и шум и потрескивание пропадают. Казалось, что фильтр должен ослабить чувствительность на пару децибел и радиостанция должна полностью утонуть в хаосе помех, но произошло обратное явление, и радиопередача вынырнула на поверхность, освобождаясь от них.
Фото 1.

 На экране анализатора спектра (фото 1) видны все радиостанции в полосе пропускания прибора, которая составляет  200 МГц. Это телевизионные,  радиовещательные и коротковолновые радиостанции, а так же помехи проводных модемов. Полоса диапазона FM выделена зелёным прямоугольником. В Москве и в Подмосковье в этой полосе частот работают более 40 радиостанций.
Фото 2.
 Теперь рядом с антенной я кладу батарейную дрель и нажимаю на курок. Еле видимые глазом искорки от контактных щёток дрели излучают помехи в широком диапазоне волн.  Пейзаж на экране резко изменился (фото 2). Теперь помимо радиостанций в полосе приёма дополнительно присутствует  масса  несущих частот от искрящихся щёток моторчика. Бюджетному приёмнику переварить такой пейзаж не под силу.
Фото 3.

 Картина  выглядит совсем иначе (фото 3), когда по входу стоит полосовой фильтр. На экране анализатора спектра полный штиль и только как фарватер открыт диапазон FM. Волна даже не шелохнётся, если я нажму на курок электродрели. 


                                     Схема полосового фильтра.
Рис 1. Схема полосового фильтра.
                                        Конструкция фильтра.
Фото 4. Макет полосового фильтра.
 Фильтр выполнен на одностороннем фольгированном стеклотекстолите. Все катушки наматываются проводом диаметром 1 мм на оправке 5 мм и содержат по 2 витка (L3, L4, L5) и 12 витков (L1, L2). C1, C2 – 10 пФ, С3, С5 – 82 пФ, С4 – 120 пФ.                                        Характеристики фильтра.

Входное и выходное сопротивление фильтра 50 Ом. Затухание в полосе пропускания фильтра – 2 дБ. Полоса пропускания по уровню 2,5 дБ составляет 82 – 110 МГц.  Неравномерность в полосе пропускания 1 дБ. Ослабление на частотах 30 - 50 МГц – не менее 70 - 60 дБ, а на частоте 150 МГц – не менее 50 дБ.
Фото 5. АЧХ полосового фильтра.


                                      Антишумовая антенна.

 Особенность диапазона 87, 5 – 108 МГц – это широкая полоса принимаемых частот, которая составляет 20,5 МГц. Антенна в виде проволоки размером, равным четвёртой части длины волны (75 см), на предельной дальности приёма, перекроет только половину диапазона. Лучше в этом случае поведёт себя телескопическая  антенна, размер которой можно скорректировать на краях  диапазона. Но обе антенны ведут себя крайне плохо в условиях сильных помех.  Время вспомнить о рамочной антенне. Прежде всего, это параллельный колебательный контур, настроенный в резонанс и как всякая замкнутая система он способен ослаблять помехи, то есть работать также как и полосовой фильтр. Достоинство такой антенны – это маленькие габариты. Однако от этих самых габаритов нельзя ожидать хороших результатов по дальности приёма, хотя её усиление не хуже телескопической антенны, правда, только на отдельном участке диапазона, исключительно из-за своей узкой полосы резонанса, которая составляет около 10 МГц. Таким образом, перекрывая только половину FM диапазона, она всё же работает лучше, а иначе бы не назвал бы её антишумовой антенной.
Рис 2. Схема антенны с согласующим устройством.
                                                   Конструкция антенны.
Фото 6. Заготовки из пивной алюминиевой баночки.

 Для изготовления такой антенны мне потребовалась алюминиевая баночка из-под пива. Весь её расчёт состоял в раскрое материала на части для изготовления конструкции похожей на квадрат (в идеале рамка должна быть круглой, а её рекомендуемый периметр обычно составляет 10 часть длины волны). В качестве материала так же годится медь, латунь, фольгированный стеклотекстолит. В старых ламповых приёмниках с УКВ диапазоном антенна была помещена внутри корпуса лампового агрегата. Теперь самодельная рамочная антенна, размещена на задней крышке, что вполне приемлемо для носимого или настольного варианта приёмника.
Фото 7. Макет рамочной антенны. L 1 - провод диаметром 1 мм, 5 витков намотаны на оправке диаметром 5,7 мм.
С1, С2 - конденсаторы подстроечные. С 1 - 5/30 пФ (15 пФ). С 2 - 2/10 пФ (3 пФ)

 Убедившись, что такая антенна реально работает и без фильтра, останется только сделать рамочную широкополосную антенну, которая перекрыла бы весь диапазон FM. Но об этом в следующем посте.
Фото 8.

Самодельный антенный полосовой фильтр для радиостанции на 27 МГц.


 Антенный полосовой фильтр  борется за чистоту эфира, дополнительно подавляет высшие гармоники  передатчика, защищает вход радиостанции от внешних помех, которые могут попасть в промежуточный, зеркальный и побочные каналы супергетеродинного приёмника. Такой фильтр работает как на приём, так и на передачу, а поэтому должен обладать минимальными потерями, то есть обладать высокой добротностью. В самодельной конструкции используется простая схема, состоящая из двух связанных контуров.

                                                                 Схема фильтра.

Рис.1.
 Два контура настроены в резонанс. Емкостная связь между ними чуть больше критической, благодаря этому получается плоская вершина комплексной резонансной кривой фильтра, что обеспечивает минимальную неравномерность и, как следствие, отличные фазовые характеристики. Используется автотрансформаторная связь по входу и выходу фильтра.                                              Конструкция фильтра.
Фото 1.
Фото 2. Высота катушек от платы 2 мм.
Фото 3. Габаритные размеры печатной платы.
 В самодельном фильтре я старался, как можно минимизировать его размеры, чтобы расположить  непосредственно в корпус радиостанции средней мощности (до 10 Вт). Маленькие габариты ведут к потерям (- 1,5 дБ). Для удобства изготовления отводов катушек, количество их витков я разделил на две части и, таким образом, катушка состоит из 20 и 5 витков провода диаметром 0,6 мм, намотанных на оправках 4 мм, с соответствующими длинами намотки 15 мм и 3 мм, а общая индуктивность намотки 1,0 мкгн.  Контурные конденсаторы С1, С3 - 62 пФ. Конденсатор связи С1 - 2,7 пФ. Конденсаторы керамические дисковые с рабочим напряжением 50 вольт. Для радиостанции мощностью более 10 ватт необходимо выбрать конденсатор с более высоким рабочим напряжением.  Если соблюсти технологию изготовления бескаркасных катушек, то параметры фильтра будут стабильны при изменении температуры. Напомню, что провод необходимо нагреть в струе тёплого воздуха горелки, и, не дожидаясь его остывания, с усилием намотать на оправку.  Тем не менее, приведу конструктивные данные оптимальной катушки индуктивности (L = 1,5 мкгн) на данную частоту (27 МГц) с максимальной добротностью 945. Диаметр провода 2,4 мм.  Число витков 6.  Диаметр оправки 40 мм.  Длина намотки 20 мм.                                            Настройка полосового фильтра.  Я остановлюсь на описании самой простой методики настройки фильтра. Для этого потребуется самый минимум измерительных приборов. Это высокочастотный генератор с двойным запасом перекрывающий частоту 27 МГц, тестер для измерения постоянного напряжения и детекторный пробник.
Рис. 2. 1 - ВЧ генератор. 2 - детекторный пробник.  3 - микровольтметр.
  Фильтр подсоединяю согласно рисунку 2 и, вращая ручку частоты генератора, нахожу резонанс – максимальное постоянное напряжение, которое показывает микровольтметр постоянного напряжения. Если резонанс (максимальное постоянное напряжение) ниже частоты 27 МГц, то чуть раздвигаю витки катушек L1 – L3. Далее выставляю на генераторе среднюю частоту диапазона радиостанции и катушками L1 – L3 уменьшая или увеличивая шаг намотки, добиваясь максимального значения постоянного напряжения. Уровень с генератора около 500 мВ.                                                  Параметры фильтра. Полоса пропускания 26.9 МГц – 27.4 МГц. Ослабление в полосе пропускания 1.5  дБ. Ослабление на частотах 16 МГц и 54 МГц – 40 дБ. Для настройки использовался  генератор с выходным сопротивлением 50 Ом и сопротивление нагрузки фильтра 51 Ом.

Онлайн расчёт полосовых LC - фильтров 3-го, 5-го и 7-го порядков.

Полосовой, он же полосно-пропускающий фильтр - это фильтр, пропускающий частоты в некоторой полосе частот, находящейся между нижней и верхней частотами среза, и может быть легко представлен в виде последовательности, состоящей из фильтра нижних частот и фильтра верхних частот.
Однако более рациональными с точки зрения оптимизации характеристик, являются фильтры, рассчитанные через ФНЧ-прототип. Преобразование фильтра низких частот в полосовой фильтр осуществляется заменой емкостей ФНЧ прототипа параллельными контурами, а индуктивностей - последовательными.

Примеры таких полосовых фильтров 3-го, 5-го и 7-го порядков приведены на Рис.1.

Рис.1

Расчёт поведём, используя прототипы фильтров нижних частот имени уважаемого Пафнутия Чебышева и таблицы не менее уважаемого господина Гранта Ханзела, приведённые в справочнике по расчёту фильтров.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ПОЛОСОВЫХ LC ФИЛЬТРОВ.


На Рис.2 приведены амплитудно-частотные характеристики полосовых фильтров 3-го, 5-го и 7-го порядков с полосой пропускания 3-5 МГц.

Рис.2

Характеристики затухания фильтров вне полосы пропускания симметричны и составляют величины: 38 дБ на октаву для фильтров 3-го порядка, 75 дБ - для фильтров 5-го порядка и 112 дБ - для фильтров 7-го порядка. Неравномерность в полосе пропускания - менее 0,5 дБ.

Приведённая таблица может стать хорошим подспорьем при расчёте входных диапазонных фильтров радиоприёмников и трансиверов, однако следует учитывать маленький, но ЖИРНЫЙ "НЮАНС":
Фильтры Чебышева значительно лучше других справляются с подавлением внеполосных сигналов, но становятся крайне неудобными (с точки зрения критически малых значений номиналов некоторых элементов) при выборе узкой полосы прозрачности.
Поэтому наиболее выигрышно они будут смотреться в устройствах относительно широкополосных - с не менее, чем полуоктавной полосой пропускания.

 

Диапазонные полосовые фильтры. Схема ДПФ для трансиверов и радиопрёмников.


Рис. 1

Поскольку вход у нас низкоомный и должен быть согласован с 50-омным волновым сопротивлением коаксиального кабеля, выбор пал на схему усилителя с общей базой на транзисторе Т1, обладающую на высоких частотах известными преимуществами перед схемой с общим эмиттером.

Переменный резистор R2 позволяет выставить желаемый коэффициент передачи ДПФов в пределах 0 - 6 дБ. Входное сопротивление устройства при этом составляет величину 53-65 Ом, в зависимости от положения регулятора, что для приёмной аппаратуры находится во вполне допустимом диапазоне.

Приемлемые динамические характеристики входного усилителя достигаются 3-мя инструментами:
1. достаточно высоким током покоя транзистора Т1;
2. введением катушки (дросселя) L1 для притягивания напряжения коллектора Т1 к нулевой точке;
3. уходом от традиционных 50-омных характеристических сопротивлений фильтров в пользу более высоких значений, что позволяет транзистору работать на более высокоомную нагрузку, что в свою очередь определяет и лучшие динамические показатели.

Выходное сопротивление первого каскада определяется номиналом резистора R7 и составляет 470 Ом. Исходя из этой величины, и следует рассчитывать характеристические сопротивления полосовых фильтров.
Уход от 50-омной схемотехники позволяет, помимо всего прочего, и снизить требования к параметрам катушек, входящих в состав фильтров, и обратить свой взор в сторону маленьких китайских дроссельков.

Выходному каскаду живётся, с одной стороны легче, чем входному, ведь на его вход поступает уже отфильтрованный сигнал и, соответственно, меньшей амплитуды, но с другой стороны работает он на 50-омную нагрузку, и простым увеличением тока покоя транзистора не удастся обеспечить приемлемого значения ДД (вернее удастся, но значение этого тока составит неприличную величину). Именно поэтому, в качестве выходного и был выбран двухтактный каскад на комплементарных транзисторах.

Расчёт полосовых фильтров будем производить с помощью таблицы  ссылка на таблицу.

Глядя на схему, закрадываются смутные сомнения в необходимости дросселя L1, ведь с функцией подтягивания коллекторного напряжения Т1 к нулевой точке прекрасно должны справиться катушки, входящие в состав фильтра.
Правильно закрадываются! Отлично справятся, поэтому, если не будут раздражать щелчки во время переключения диапазонов - смело выкидывайте.

В качестве переключателя диапазонов вполне можно использовать и механические устройства, и диоды шоттки, и электронные ключи, но куда правильнее для этих целей будет задействовать радиочастотные реле, с замыканием незадействованных фильтров на землю.

Приведём результаты расчётов.

 Диапазон (МГц)    L2 (мкГн)   L3 (мкГн)   L4 (мкГн)   С5 (пФ)   С6 (пФ)   С7 (пФ) 
  1,70 - 2,50     10,5     107     10,5     569     56     569  
  2,50 - 3,70     7,2     71     7,2     380     38,5     380  
  3,70 - 5,60     5,1     45     5,1     240     27,2     240  
  5,60 - 8,10     3     34     3     182     16,3     182  
  8,10 - 12,1     2,3     21,3     2,3     114     12,1     114  
  12,1 - 18,2     1,54     14     1,54     75     8,2     75  
  18,2 - 30,0     1,2     7,2     1,2     39     6,4     39  

Представленные диапазонные фильтры полностью перекрывают КВ диапазон, обеспечивают неравномерность АЧХ внутри диапазона не более 0,5 дБ и крутизну спада вне полосы пропускания - 43 дБ/октаву.

Теперь, что касается владельцев SDR-ов и приёмников прямого преобразования. Для них важен параметр подавления паразитных каналов приёма на нечётных гармониках. Приведу эти цифры для SSB радиолюбительских диапазонов.

  Диапазон     Подавление приёма  
  на 3-й гармонике (дБ) 
  Подавление приёма  
  на 5-й гармонике (дБ) 
  Подавление приёма  
  на 7-й гармонике (дБ) 
  80-метровый    53     68     78  
  40-метровый    53     68     78  
  30-метровый    50     65     74  
  20-метровый    47     63     72  
  15-метровый    40     56     65  
  10-метровый    50     65     74  

С учётом того, что и сам смеситель обеспечивает меньший уровень передачи гармониковых сигналов децибел на 10-15, в принципе, получается приличное подавление.
Ну а для обладателей ключевых смесителей с динамическим диапазоном 110-115 дБ цифры эти могут показаться недостаточными - им подавай как минимум 80 дБ.

Ну и ничего страшного, даже количество катушек не придётся увеличивать, просто заменим полосовые фильтры на ФНЧ 7-го порядка.

Рис.2

Расчёт фильтров нижних частот проведём с помощью другой таблицы  ссылка на таблицу.

 Диапазон (МГц)    L2 (мкГн)   L3 (мкГн)   L4 (мкГн)   С5 (пФ)   С6, С6_1 (пФ)    С7 (пФ) 
  1,70 - 2,50     37,6     40,2     37,6     235     357     235  
  2,50 - 3,70     25,4     27,2     25,4     159     241     159  
  3,70 - 5,60     16,8     18     16,8     105     160     105  
  5,60 - 8,10     11,6     12,4     11,6     73     110     73  
  8,10 - 12,1     7,8     8,3     7,8     49     74     49  
  12,1 - 18,2     5,2     5,5     5,2     32     49     32  
  18,2 - 30,0     3,1     3,4     3,1     20     30     20  

  Диапазон     Подавление приёма  
  на 3-й гармонике (дБ) 
  Подавление приёма  
  на 5-й гармонике (дБ) 
  Подавление приёма  
  на 7-й гармонике (дБ) 
  80-метровый    89     121     142  
  40-метровый    89     121     142  
  30-метровый    86     118     140  
  20-метровый    83     115     136  
  15-метровый    76     108     129  
  10-метровый    86     118     140  

Если и этого мало - прямая дорога к эллиптическим фильтрам Кауэра  ссылка на таблицу.

Теперь, что касается элементов.
Если нет особого желания ковыряться с подстроечными конденсаторами и высокочастотным АЧХ-ометром, рекомендую обзавестись недорогим китайским измерителем емкостей и индуктивностей и подобрать номиналы элементов в фильтрах с точностью 3-5%. Параллельные и последовательные соединения никак не возбраняются.

К дросселю L1 следует отнестись с определённой долей уважения - его индуктивность должна значительно превышать индуктивности катушек L2, а собственная ёмкость быть значительно ниже значений конденсаторов С5.
Готовым дроссельком здесь не обойтись, поэтому намотать его придётся самостоятельно на низкочастотном тороидальном феррите М2000. Количество витков 10-15, рассчитывается в программе Coil32 в зависимости от размеров кольца.

Настройка схемы сводится к установке токов покоя транзисторов в пределах 15мА. Делается это подбором соответствующих резисторов - R6 и R11.
Если выходное напряжение в точке соединения R15 и R16 будет сильно отличаться от указанного на схеме - придётся поиграться номиналом резистора R10 или R13.

 

Лучшая полоса пропускания фильтра - Отличные предложения на полосовой фильтр фильтра от глобальных продавцов полосовых фильтров

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для полосового фильтра. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот верхний полосовой фильтр в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели полосу пропускания фильтра на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в полосе пропускания фильтра и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести filter bandpass по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

1575 МГц GPS L1 Bandpass Filter Band Pass от GPIO Labs на Tindie

ОБЗОР ПРОДУКЦИИ Это небольшой и экономичный полосовой фильтр с центром 1575.42 МГц с типичными вносимыми потерями в полосе пропускания 2,7 дБ. Этот фильтр имеет отличные характеристики подавления ...

Читать больше…

ОБЗОР ПРОДУКЦИИ

Это небольшой экономичный полосовой фильтр с центральной полосой 1575,42 МГц с типичными вносимыми потерями в полосе пропускания 2,7 дБ.Этот фильтр имеет отличные характеристики подавления. Подавление, например, на частотах 850 МГц и 1640 МГц превышает 40 дБ. Фильтр также обеспечивает максимальную мощность до +10 дБмВт и имеет диапазон рабочих температур от -40 ° C до + 85 ° C. Примечание: вы можете поменять местами вход для выхода в этом фильтре, поскольку он в значительной степени симметричен с точки зрения S21 = S12.

ПРИЛОЖЕНИЯ

• Прием сигнала GPS L1

• Подавление сильных сигналов в сотовой связи, LTE, UHF и 915 МГц, 2.Диапазоны ISM 4 ГГц

• Фильтрация в программно определяемых радиоприемниках и передатчиках, таких как HackRF, RTL-SDR, USRP и т. Д.

• В лаборатории или вне поля

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Полоса пропускания

1575 +/- 7,5 МГц

Частота Типичное затухание

850 МГц --- 45 дБ

1500 МГц --- 40 дБ

1535 МГц --- 30 дБ

1615 МГц --- 45 дБ

1640 МГц --- 45 дБ

1700 МГц --- 50 дБ

ПРИМЕЧАНИЕ

Максимальное напряжение постоянного тока на входе или выходе: +4 В

Максимальный уровень входного РЧ сигнала: +10 дБмВт

В фильтре используются разъемы SMA-F.

% PDF-1.3 % 6 0 obj > endobj xref 6 68 0000000016 00000 н. 0000001704 00000 н. 0000002079 00000 н. 0000002283 00000 н. 0000002767 00000 н. 0000002995 00000 н. 0000003567 00000 н. 0000003789 00000 н. 0000004237 00000 п. 0000004321 00000 н. 0000004630 00000 н. 0000004850 00000 н. 0000004960 00000 н. 0000005500 00000 н. 0000005799 00000 н. 0000005964 00000 н. 0000006003 00000 п. 0000006025 00000 н. 0000008107 00000 н. 0000008129 00000 н. 0000009943 00000 н. 0000009965 00000 н. 0000011274 00000 п. 0000011296 00000 п. 0000012608 00000 п. 0000012629 00000 п. 0000013351 00000 п. 0000013372 00000 п. 0000013992 00000 п. 0000014165 00000 п. 0000014583 00000 п. 0000014605 00000 п. 0000015690 00000 н. 0000015712 00000 п. 0000017113 00000 п. 0000017503 00000 п. 0000055344 00000 п. 0000076892 00000 п. 0000079569 00000 п. 0000079871 00000 п. 0000080162 00000 п. 0000080388 00000 п. 0000098696 00000 п. 0000121533 00000 н. 0000145802 00000 н. 0000146646 00000 н. 0000147490 00000 н. 0000148441 00000 п. 0000150050 00000 н. 0000151708 00000 н. 0000153476 00000 н. 0000155141 00000 н. 0000156585 00000 н. 0000157973 00000 н. 0000159434 00000 н. 0000160881 00000 н. 0000162240 00000 н. 0000163614 00000 н. 0000165054 00000 н. 0000166651 00000 п. 0000168009 00000 н. 0000169683 00000 н. 0000171165 00000 н. 0000172213 00000 н. 0000173123 00000 н. 0000174039 00000 н. 0000001793 00000 н. 0000002058 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 7 0 объект > endobj 72 0 объект > поток Hb``pb``gd``Zƀ p @ i vbQ; yL'W33 * 0gdbgc 4p, @ {BĹ% κG * `6El & llrXYYNbbdf`d + e \\` FF?

УКВ полосовой фильтр - это... Что такое полосовой фильтр УКВ?

  • Механический фильтр - Рисунок 1. Механический фильтр производства компании Kokusai Electric, предназначенный для отбора сигналов с узкой полосой пропускания 2 кГц в радиоприемниках SSB. Он работает на частоте 455 кГц, стандартной ПЧ для этих приемников, и имеет размеры 45 × 15 × 15 мм (… Wikipedia

  • AOW-Filter - Akustische Oberflächenwellen Filter, kurz AOW Filter, auch Oberflächenwellen order SAW Filter (англ. Поверхностная акустическая волна), как и полосовой фильтр для электронного сигнала с частотным диапазоном МГц.SAW Filter aus einem…… Deutsch Wikipedia

  • SAW-Filter - Akustische Oberflächenwellen Filter, kurz AOW Filter, auch Oberflächenwellen order SAW Filter (англ. Поверхностная акустическая волна) общий, с полосовым фильтром для электронного сигнала с частотным диапазоном МГц. SAW Filter aus einem…… Deutsch Wikipedia

  • Конструкция радиопередатчика - В системах с пластинчатой ​​модуляцией напряжение, подаваемое на сцену, изменяется.Поскольку доступная выходная мощность является функцией напряжения питания, выходная мощность модулируется. Это можно сделать с помощью трансформатора для изменения напряжения анода (пластины).…… Wikipedia

  • Система непрерывного тонального кодированного шумоподавления - В телекоммуникациях система непрерывного тонального кодированного шумоподавления или CTCSS представляет собой схему, которая используется для уменьшения раздражения при прослушивании других пользователей на общем канале двусторонней радиосвязи. Иногда это называют шумоподавлением.Где еще…… Википедия

  • Связь 16 - Связь 16 (L16) является стандартом тактической связи в ОТАН для тактического обмена информацией в боевых единицах. Содержимое сообщений и протокол определения окончательной версии STANAG [acro 1] 5516 для… Wikipédia en Français

  • Смещение T - Смещение «Т» используется для подачи питания постоянного тока в сигнал переменного тока для питания удаленных антенных усилителей или других устройств.Обычно он располагается на приемном конце коаксиального кабеля для передачи мощности постоянного тока от внешнего источника к проходящему коаксиальному кабелю…… Wikipedia

  • Oberflächenwellenfilter - Akustische Oberflächenwellen Filter, kurz AOW Filter, auch Oberflächenwellen или SAW Filter (англ. Поверхностная акустическая волна), генерирующий, как и Bandpassfilter für elektronische Signale mit einer geringen Band. SAW Filter aus einem…… Deutsch Wikipedia

  • Doppelsuper - Der Überlagerungsempfänger (auch Superheterodynempfänger bzw.kurz Superhet, Super) ist eine elektrische Schaltung zum Empfang und zur Verarbeitung von hochfrequenten elektromagnetischen Signalen (HF Signalen). Eingesetzt wird sie in vielen…… Deutsch Wikipedia

  • Doppelsuperhet - Der Überlagerungsempfänger (auch Superheterodynempfänger bzw. kurz Superhet, Super) ist eine elektrische Schaltung zum Empfang und zur Verarbeitung von hochfrequenten elektromagnetischen Signalen (Hocfrequenten elektromagnetischen Signalen). Eingesetzt wird sie in vielen…… Deutsch Wikipedia

  • Heterodyn - Der Überlagerungsempfänger (auch Superheterodynempfänger bzw.kurz Superhet, Super) ist eine elektrische Schaltung zum Empfang und zur Verarbeitung von hochfrequenten elektromagnetischen Signalen (HF Signalen). Eingesetzt wird sie in vielen…… Deutsch Wikipedia

  • Полосовой фильтр с множественной обратной связью

    Полосовой фильтр с множественной обратной связью
    Продукты Elliott Sound пр.63

    © июль 2000 г., Род Эллиотт (ESP)


    Введение

    Полосовой фильтр с множественной обратной связью выглядит просто, но вычислить значения для заданного набора параметров сложно.Эти фильтры полезны для эквализации, анализа и других задач, таких как преобразование звука в свет (Project 62) или даже полнофункциональный вокодер. Для тех, кто не слышал о вокодере, это устройство, которое принимает источник музыки в качестве одного входа и вокал в качестве другого, позволяя заставить гитару, клавишные или весь ансамбль говорить или петь. «Речь» хорошего вокодера вполне разборчива и является лучшей «сладостью для ушей» для экспериментальных музыкантов.

    Это основа нескольких проектов, использующих этот тип фильтра, и я включил небольшую программу-калькулятор, чтобы упростить определение значений компонентов для различных параметров фильтра.


    Описание

    Схема фильтра показана на рисунке 1. Импеданс источника должен быть низким по сравнению с входным сопротивлением, и обычно эти фильтры управляются от буфера операционного усилителя. Если используется высокий импеданс, он добавляет к общему входному сопротивлению, вызывая непредсказуемую центральную частоту и отклик. Входной импеданс (примерно) равен значению R1.


    Рисунок 1 - Полосовой фильтр с множественной обратной связью

    Показанные значения резистора и конденсатора дают добротность 4 с центральной частотой 159 Гц.Значения компонентов рассчитываются по формулам ниже или с помощью программы-калькулятора (подробности см. Ниже). Две крышки (C1 и C2) всегда имеют одно и то же значение. Операционный усилитель, показанный на схеме, представляет собой одиночное устройство, но чаще всего для такого рода приложений используются двойные или четырехъядерные операционные усилители.

    Сопротивление (Rx) на входе + ve операционного усилителя необязательно для минимизации напряжения смещения постоянного тока. В общем, в этом нет необходимости, потому что фильтры все равно не связаны по постоянному току.Поддержание точности постоянного тока бесполезно и фактически невозможно. Однако, если он используется, резистор между плюсом и землей должен иметь то же значение, что и R3, чтобы получить минимальное смещение постоянного тока на выходе операционного усилителя. Настоятельно рекомендуется подключать параллельно конденсатор 100 нФ (Cx) для обхода неинвертирующего входа на землю для переменного тока - это помогает снизить уровень шума. Смещение обычно возникает только при использовании операционных усилителей с биполярным входом и высоких значений R3, поскольку входной ток смещения протекает через резистор и вызывает смещение.Используйте входные операционные усилители JFET, и проблема исчезнет, ​​потому что их входной ток смещения очень низкий.

    Если смещение для вас не проблема (и нет абсолютно никаких причин для использования связи по постоянному току), просто подключите неинвертирующий вход к шине заземления (GND), как показано. C4 - это шунтирующий конденсатор питания, который следует использовать в каждом корпусе ИС, при этом обе шины питания развязаны с землей конденсаторами от 100 нФ до 10 мкФ. Керамические конденсаторы рекомендуются для наиболее эффективного высокочастотного байпаса.Операционный усилитель может быть любым обычным устройством для низких частот, но для высоких частот (выше примерно 2 кГц) требуется высокоскоростное устройство для наилучшей работы.

    Как ни странно, TL071 (или двойной операционный усилитель TL072) намного быстрее, чем многие думают, и этого вполне достаточно для большинства аудиоприложений. Однако не ожидайте, что сможете использовать эти фильтры на частотах намного выше 20 кГц, потому что ограничения операционных усилителей общего назначения приведут к снижению производительности. Как отмечалось выше, используйте входные операционные усилители на полевых транзисторах для минимального смещения постоянного тока без включения Rx и Cx.


    Распиновка типичного двойного операционного усилителя показана для справки. Это в значительной степени промышленный стандарт, и почти все двойные операционные усилители используют эту конфигурацию контактов. Как всегда, я предлагаю вам загрузить техническое описание устройства, которое вы собираетесь использовать, чтобы дважды проверить его.

    Распиновка одиночного операционного усилителя также показана для справки. Опять же, это в значительной степени отраслевой стандарт, и почти все одиночные операционные усилители используют эту конфигурацию контактов.Как всегда, я предлагаю вам загрузить техническое описание устройства, которое вы собираетесь использовать, чтобы дважды проверить его. Обратите внимание, что в схеме, показанной на рисунке 1, используется один операционный усилитель!

    Октавы и фильтр Q

    При любой конструкции с полосовой пропусканием (или вообще с любым фильтром) одним из важных параметров является Q или «фактор качества». Q фильтра определяет его полосу пропускания, и это особенно верно для полосовых фильтров. Возможно, неожиданно, больше не лучше. Для большинства аудиоприложений требуется максимальная добротность около 4, что подходит для набора фильтров 1/3 октавы.Немногие приложения требуют более близких фильтров, чем этот, а для того, чтобы фильтры с полосой 1/3 октавы, покрывающие звуковой диапазон, требовали 30 отдельных фильтров. Естественно, что для еще большего разрешения оно резко увеличится.

    Здесь необходимо обсудить Q, полосу пропускания и четное деление октав.

    Фильтр с Q = 10 имеет полосу пропускания, составляющую 1/10 центральной частоты. Таким образом, фильтр 1000 Гц с добротностью 10 имеет полосу пропускания 100 Гц, измеренную на частотах -3 дБ по обе стороны от резонансного пика.Этот Q слишком высок, чтобы быть полезным в большинстве аудиоприложений. Отклик показан на рисунке 2 для фильтра с центральной (резонансной) частотой 159 Гц и получен из значений схемы, показанных на рисунке 1.


    Рисунок 2 - Типичное измерение Q

    При частотах 140 и 179 Гц -3 дБ ширина полосы составляет 39 Гц, поэтому Q равно 159/39 = 4,08

    Обратите внимание, что за пределами примерно 2,5 октав по обе стороны от резонансного пика крутизна спада составляет 6 дБ / октаву. Это в некоторых отношениях ограничивает полезный диапазон схемы, так как предельная крутизна 6 дБ / октава (20 дБ / декада) - это только характеристика фильтра первого порядка.Увеличение добротности ничего не решает, пик будет уже и расширится, чем типичные 8-10 дБ, но окончательный наклон не изменится.

    Там, где требуется очень высокая добротность (не звуковые приложения), обычно используют каскадные фильтры с двумя, тремя или даже более фильтрами, включенными последовательно. Иногда они «ступенчато настроены» (каждая имеет небольшой сдвиг частоты относительно следующей), чтобы получить широкую (и относительно плоскую) полосу пропускания при сохранении высокого крутизны спада.

    Когда фильтры соединены каскадом (соединены последовательно), это также влияет на окончательную крутизну спада, поэтому два фильтра дают спад 12 дБ, четыре - спад 24 дБ и т. Д.Например, два последовательно соединенных фильтра с добротностью 4 дают составной фильтр с добротностью 7 и предельным спадом спада 12 дБ / октаву. Четыре последовательно соединенных одинаковых фильтра имеют суммарную добротность около 9,4 и предельный спад 24 дБ / октаву.


    Рисунок 3 - Время нарастания и спада сигнала с фильтром Q, равным 4

    Все фильтры влияют на время нарастания и спада любого переходного сигнала. Для примера, используемого здесь (Q = ~ 4), приложенная синусоида на настроенной частоте достигнет примерно 90% от значения установившегося состояния примерно за 3 цикла.Также требуется около 3 циклов, чтобы выходной сигнал исчез после исчезновения входного сигнала. Это хорошо видно на рисунке 4, и, как вы можете видеть, выход не достигает полного значения в течение примерно 5 циклов. Сигнал включается через 10 мс и снова выключается через 90 мс.

    Как видно, фильтр также будет «звонить» в течение как минимум 5 циклов после удаления входа. Может показаться, что это сбивает с толку, но обычно не слышно, если Q меньше пяти. Даже при более высоких значениях Q эффект фильтра настолько силен, что мы слышим только звук, «созданный» фильтром.Другие «артефакты» обычно не имеют значения, но их необходимо понимать, если вы хотите провести подробный анализ. Эти эффекты обусловлены действием полосовой фильтрации, а , а не , определяются топологией.

    По мере увеличения Q фильтра увеличивается задержка до того, как выходной сигнал достигает уровня входа (на частоте фильтра). Точно так же фильтр будет звонить в течение того же периода, когда вход удален. Фильтры с очень высокой добротностью не подходят для звука и никогда не могут работать так, как вы могли бы надеяться, с широкополосным материалом, таким как музыка.


    Делить октаву просто, если вы посмотрите, как это делается. Октава - это удвоение (или уменьшение вдвое) частоты, поэтому для A440 (концертная высота звука) октава выше составляет 880 Гц, а октава ниже - 220 Гц. Все ноты - «ля», но в разных октавах. Если мы хотим разделить октаву на 12 частей (равномерно темперированная гамма, используемая в большинстве музыкальных инструментов), мы получим 12 полутонов. Использование A220 в качестве отправной точки. мы должны разделить полосу пропускания 220 Гц на 12 музыкально связанных частот.Хитрость здесь в том, что вы не можете разделить 220 Гц на 12, чтобы найти интервал, потому что наши уши имеют логарифмическую частотную характеристику.

    Вместо этого мы должны найти корень 12-й степени из 2 (1,05946 ...). Если вы умножите 220 на 1,05946 двенадцать раз, вы получите 440 (ну, в любом случае, достаточно). Чтобы разделить октаву пополам, мы используем квадратный корень из 2, который равен 1,414. Итак (для простоты), деление на половину октавы от 100 Гц дает точку середины на 141 Гц, а следующая октава находится на 200 Гц. (1/12) - это 1,21153 (12 -й корень из 10), что позволяет вам иметь 12 интервалов между журналами за декаду. Последовательность ...

    10 , 12,12 ( 12 ), 14,67 ( 15 ), 17,78 ( 18 ), 21,54 ( 22 ), 26,10 ( 27 ), 31,62 ( 33 ), 38,31 ( 39) ), 46,42 ( 47 ), 56,23 ( 56 ), 68,12 ( 68 ), 82,54 ( 82 ), 100

    Возможно, вам никогда не понадобится это знать, но, опять же, вы можете - электронные расчеты могут преподнести некоторые сюрпризы.Последовательность значений резистора E12 примерно основана на корне из 10, равном 12 и , показанному здесь! Значения E12 выделены жирным шрифтом.


    Расчет значений компонентов

    Безусловно, самый простой способ - использовать мою программу (скачать здесь), но поскольку она применима только к машинам Windoze, некоторым из вас придется сделать это трудным путем. Обратите внимание, что вам также понадобится библиотека времени выполнения Visual Basic 4 (VB4), которую можно получить на веб-сайте поддержки Microsoft.

    Основываясь на приведенной выше схеме, сначала выберите подходящую емкость (оба конденсатора должны иметь одинаковое значение), а затем следуйте формулам...

    Входное сопротивление R1 = Q / (G × 2 × π × f × C)
    Сопротивление аттенюатора R2 = Q / ((2 × Q² - G) × 2 × π × f × C)
    Сопротивление обратной связи R3 = Q / (π × f × C)
    Усиление полосы пропускания G = 1 / ((R1 / R3) × 2)
    Центральная частота f = (1 / (2 × π × C)) × √ ((R1 + R2) / (R1 × R2 × R3))

    В каждом случае G - это усиление, Q - добротность, а f - частота.Конденсаторы в Фарадах, резисторы в Омах и частота в Герцах.

    Этот процесс трудно назвать тривиальным, особенно если нужно разработать значительное количество фильтров. Программа также позволяет применять стандартные значения резисторов, а затем рассчитывать в обратном порядке, чтобы увидеть, насколько окончательный проект будет отличаться от идеального. Это относится к частоте, усилению и добротности. Выбор конденсатора зависит от опыта, но в качестве руководства вам поможет следующая таблица ...

    f (мин.) f (макс.) Емкость
    20 Гц 80 Гц 390 нФ
    8014 Гц 8147 9014 9014 9014
    300 Гц 1200 Гц 22 нФ
    1200 Гц 4800 Гц 5.6 нФ
    4800 Гц 20 кГц 1,5 нФ

    Увеличение емкости снижает значения сопротивления, и особенно при использовании нескольких фильтров необходимо следить за тем, чтобы нагрузка на операционный усилитель входного буфера не была чрезмерной. . В то же время низкие значения емкости вызывают проблемы из-за паразитной емкости на плате, и значения резистора становятся слишком высокими. Приведенный выше набор значений является разумным и дает удовлетворительные результаты для большинства приложений.

    Естественно, любую программу для работы с электронными таблицами (например, OpenOffice) можно использовать для вычисления значений, и это намного проще, чем использование карманного калькулятора. Конечно, вы должны программировать электронную таблицу , но это нужно сделать только один раз. У Texas Instruments (TI) также есть программа, которая изначально называлась «FilterPro» (см. TI WEBENCH ® Filter Designer), которая работает довольно хорошо. Однако водить машину непросто, если вы не разбираетесь в терминологии, поэтому будьте готовы изучить особенности программы, когда вы узнаете о фильтрах.

    Приложение TI имеет еще несколько наворотов, сообщает вам необходимое произведение минимального коэффициента усиления и пропускной способности операционного усилителя и в целом представляет собой очень хорошую программу проектирования. Он включает в себя множество различных типов фильтров и очень гибкий, но поначалу новичкам будет сложно. Это особенно полезно для сложных фильтров высокого порядка, которые может быть очень сложно разработать.


    Эквалайзеры и анализаторы

    Как для эквалайзеров, так и для анализаторов обычно используются общепринятые частоты.Точные частоты зависят от октавного деления, приложения и некоторой степени предпочтений производителя, но почти все они разделяют основные октавные границы, которые основаны на центральной частоте 1000 Гц.

    Для октавного эквалайзера или анализатора (10-полосный) частоты обычно следующие ...

    31 63 125250500 1k0 2k0 4k0 8k0 16k

    Полоса частот 1/2 октавы (20 полос) будет (обычно) ...

    31 44 63 87125175250350500700 1k0 1k4 2k0 2k8 4k0 5k6 8k0 11k 16k 20k

    Наконец, инструменты с полосой 1/3 октавы (30 полос) обычно следуют этой последовательности ...

    25 31 40 50 63 80100125160200250315400500630800 1k0 1k2 1k6 2k0 2k5 3k2 4k0 5k0 6k3 8k0 10k 12k 16k 20k

    Естественно, можно использовать более широкую полосу пропускания (и меньше фильтров) или более узкую полосу пропускания и больше фильтров.Хотя было сделано несколько 5-полосных «графических» эквалайзеров, они имеют ограниченное применение для чего-либо, кроме сложных регуляторов тембра. Все, что меньше 1/3 октавы, встречается редко, поскольку сложность фильтров возрастает при более высоких значениях Q. Это может стать довольно дорогостоящим и в действительности имеет ограниченное использование для большинства приложений в аудио.


    Проекты с использованием фильтров MFB

    Символ слева является стандартным представлением полосового фильтра и будет использоваться в будущих статьях или проектах, использующих этот строительный блок.Есть несколько проектов, в которых используются полосовые фильтры, и эта статья просто описывает базовый строительный блок. Некоторые из проектов, о которых я изначально думал, уже опубликованы, а оставшиеся маловероятны, если кто-то не отправит статью для публикации. Несколько человек сказали, что сделают это, но пока никто не сделал этого. Первоначально я думал о ...

    • Graphic Equalizer (1) - обычный эквалайзер повышения / понижения с постоянной добротностью на каждой частоте (Project 84, 1/3 октавный эквалайзер сабвуфера)
    • Graphic Equalizer (2) - набор частотно-селективных фильтров, каждая полоса которого имеет собственный регулятор громкости (Project 64)
    • Графический анализатор
    • - основан на фильтрах и светодиодных измерителях уровня громкости, отображает энергию сигнала в каждом диапазоне (проект 136)
    • Вокодер - правильная схема вокодера, использующая фильтры и усилители, управляемые напряжением (VCA) (может быть, однажды, а может и нет - потребуется много работы)

    Последняя схема (если она когда-либо будет реализована) потребует значительных затрат времени и денег, но вы сможете сначала создать базовую версию, а затем расширить ее, если позволят ваши потребности и / или средства.


    Список литературы
    1. Поваренная книга активного фильтра, Дон Ланкастер (Howard W. Sams & Co., Inc.) ISBN 0-672-21168-8
    2. IC Opamp Cookbook, Walter G Jung (Howard W. Sams & Co., Inc.) ISBN 0-672-20969-1
    3. TI WEBENCH ® Filter Designer


    Указатель проектов
    Основной указатель
    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом (c) 2000.Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки во время создания проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

    Страница Создана и Авторские права (c) Род Эллиотт 18 июля 2000 г.


    Используйте полосовые фильтры для выделения широких диапазонов частот вне полосы пропускания.

    Дж. Чжан, Ж.-З. Гу, Б. Цуй и x. W. Sun Шанхайский институт микросистем и информационных технологий CAS Шанхай 200050, Китай

    Progress In Electromagnetics Research, PIER 69, 93 100, 2007 КОМПАКТНЫЙ И ГАРМОНИЧЕСКОЕ ПОДАВЛЕНИЕ РЕЗОНАТОР С ОТКРЫТЫМ КОНТУРОМ, БАНДПАСНЫЙ ФИЛЬТР С ТРЕХСЕКЦИОННЫМ СЕКЦИЕЙ SIR J.Чжан, Ж.-З. Гу, Б. Цуй и x. W. Sun Шанхай

    Подробнее

    Лаборатория № 5: Разработка ВЧ-фильтров

    EEE 194 Лабораторное упражнение по радиочастотам 5 1 Лаборатория № 5: Разработка радиочастотных фильтров I. ЗАДАЧИ A. Разработка низкочастотного фильтра Чебышева третьего порядка с частотой среза 330 МГц и пульсацией 3 дБ с равными нагрузками

    Подробнее

    Anatech Electronics, Inc.

    Как и все типы ВЧ- и СВЧ-фильтров, керамические фильтры обладают уникальными характеристиками, которые отличают их от аналогов и делают их полезными для конкретных приложений. Керамические фильтры

    Подробнее

    ПЬЕЗО ФИЛЬТРЫ ВВЕДЕНИЕ

    На протяжении более двух десятилетий технология керамических фильтров способствовала распространению твердотельной электроники.Взгляд в будущее показывает, что на

    будут возлагаться еще большие надежды. Подробнее

    ФИЛЬТРЫ - В РАДИОСВЯЗИ

    Чтение 32 Рон Бертран VK2DQ http://www.radioelectronicschool.com ФИЛЬТРЫ - В РАДИОСВЯЗИ РАДИОСИГНАЛЫ В радиосвязи мы много говорим о радиосигналах. Радиосигнал очень широкий

    Подробнее

    ПЕРЕХОДЫ ВОЛНОВОДНО-КОАКСИАЛЬНАЯ ЛИНИЯ

    ПЕРЕХОДЫ ВОЛНОВОДНО-КОАКСИАЛЬНАЯ ЛИНИЯ 1.Обзор Оборудование, работающее на микроволновых частотах, обычно основано на комбинации компонентов печатной платы и волновода. Фильтры и антенны часто используют волноводную технику,

    Подробнее

    ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ АН-837

    ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ One Technology Way P.O. Box 916 Norwood, MA 262-916, США Тел .: 781.329.47 Факс: 781.461.3113 www.analog.com Характеристики джиттера тактового сигнала на основе DDS в сравнении с характеристиками фильтра реконструкции ЦАП

    Подробнее

    Излучение и восприимчивость

    Излучение и восприимчивость Tzong-Lin Wu, Ph.D. Лаборатория EMC Департамент электротехники Национального Тайваньского университета Дифференциальный режим против Синфазные токи 1 Дифференциальный режим по сравнению с Синфазный

    Подробнее

    Пакет технической поддержки

    Лаборатория реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния, 91109-8099 Пакет технической поддержки. Переход полосковой / микрополосковой схемы в многослойной печатной плате. Технические сводки NASA NPO-41061 National Aeronautics и

    Подробнее

    САМБА: СВЯЗАННАЯ С СВЕРХПРОВОДЯЩИМИ АНТЕННАМИ, МНОГОЧАСТОТНАЯ, БОЛОМЕТРИЧЕСКАЯ МАССА

    САМБА: СВЯЗАННАЯ СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ АНТЕННА, МНОГОЧАСТОТНАЯ, БОЛОМЕТРИЧЕСКАЯ МАССА Алексей Голдин, Джеймс Дж.Бок, Синтия Хант, Эндрю Э. Ланге, Генри Ледюк, Анастасиос Вайонакис и Йонас Змуидзинас JPL, 48 Oak

    Подробнее

    Проектирование логопериодических антенн

    Проектирование антенн с логопериодической периодичностью Автор Глен Дэш, Ampyx LLC, GlenDash на alum.mit.edu Авторские права 2000, 2005 Ampyx LLC Легкая и точная, логопериодическая антенна стала фаворитом среди инженеров EMC. В

    Подробнее

    ! #! % &% ()! & + ,,.! / 0 1 /))% 222 3 4 1 5 6. / ,,,% 778,, 9/6,: 0 9, 99, 3 + ,, 9 9

    ! #! % &% ()! & + ,,.! / 0 1 /))% 222 3 4 1 5 6. / ,,,% 778,, 9/6,: 0 9, 99, 3 + ,, 9 9; 896 ОПЕРАЦИИ IEEE ПО ТЕОРИИ И ТЕХНИКАМ МИКРОВОЛН, ТОМ. 56, НЕТ. 4, АПРЕЛЬ 2008 Теоретико-схемотехнический подход

    Подробнее

    Дипольная антенна с октавной полосой пропускания

    Дипольная антенна с октавной полосой пропускания Аннотация: Достижение широкополосных характеристик резонансных структур является сложной задачей, поскольку их характеристики излучения и характеристики импеданса обычно чувствительны

    Подробнее

    Дизайн КИХ-фильтров

    Дизайн КИХ-фильтров Елена Пунская www-sigproc.eng.cam.ac.uk/~op205 Некоторые материалы адаптированы из курсов профессора Саймона Годсилла, доктора Арно Дусе, доктора Малькольма Маклауда и профессора Питера Райнера 68 FIR as

    Подробнее

    Веб-версия IEEE Proof

    МИКРОВОЛНОВЫЕ И БЕСПРОВОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ IEEE ПИСЬМА 1 Широкополосная архитектура типа Догерти с использованием конуса Клопфенштейна для модуляции нагрузки Эдуард Бертран, старший член IEEE, и Мехран Яхьяви Аннотация Роман

    Подробнее

    ГЛАВА 8 АНАЛОГОВЫЕ ФИЛЬТРЫ

    АНАЛОГОВЫЕ ФИЛЬТРЫ ГЛАВА 8 АНАЛОГОВЫЕ ФИЛЬТРЫ РАЗДЕЛ 8.: ВВЕДЕНИЕ 8. РАЗДЕЛ 8.2: ФУНКЦИЯ ПЕРЕДАЧИ 8.5 SPLANE 8.5 F O и Q 8.7 HIGHPASS FILTER 8.8 BANDPASS FILTER 8.9 BANDREJECT (NotCH) FILTER

    Подробнее

    Частотная характеристика фильтров

    Школа инженерии Департамент электротехники и вычислительной техники 332: 224 Принципы электротехники II Лабораторный эксперимент 2 Частотная характеристика фильтров 1 Введение Цели для

    Подробнее

    Компактные встроенные антенны

    Freescale Semiconductor, Inc.Примечание по применению Номер документа: AN2731 Ред. 3, 09/2015 Конструкции и приложения компактных интегрированных антенн для MC1321x, MC1322x, MC1323x и MKW40 / 30/20 1 Введение

    Подробнее .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *