Иногда имеет смысл делать вход приемника достаточно высокоомным - порядка 2-5кОм. Классическим схемотехническим решением в этом случае являются ДПФ на параллельных контурах с емкостной связью. При этом на низкоомном входе подключение осуществляется через катушку связи, а на высокоомном - сигнал снимается полностью с контура. Но такой подход имеет существенный недостаток - эта топология ДПФ имеет ассиметричные скаты - крутой левый и очень пологий правый. С целью минимизации пораженных точек необходимо выбирать частоту гетеродина всегда большую чем частота приема. При этом частота зеркального канала больше частоты приема на удвоенную частоту ПЧ. В итоге при такой архитектуре ДПФ на параллельных связанных контурах плохо подавляет зеркальный канал.
Для улучшения подавления зеркального канала на правом скате АЧХ следует применять Т-образные ДПФ, но они сравнительно низкоомны. Добавление на выходе Г-образной цепи для повышения выходного сопротивления приводит к большим значениям индуктивности, что не всегда удобно конструктивно.
Пример такого фильтра диапазона 40м на схеме ниже
При индуктивности 2uH T-образный 50тиомный фильтр имеет полосу 4МГц. Но трансформирующая цепь на выходе 7uH+70pF не только повышает сопротивление до 2кОм, но и уменьшает полосу пропускания фильтра до 2МГц (по уровню 3дБ). При практической реализации индуктивности 2uH и 7uH объединяются в одну с номиналом 9uH.
На частоте зеркального канала для ПЧ=9МГц фильтр имеет подавление 60дБ. График АЧХ этого фильтра
Фильтр имеет коэффициент передачи по напряжению +16дБ (в реальности немного ниже из-за конечной добротности индуктивностей). Это происходит из-за трансформации сопротивлений. Работает стандартное правило что отношение напряжений равно корню квадратному из отношения сопротивлений.
Чтобы улучшить подавление зеркального канала необходимо уменьшить полосу пропускания. На следующей схеме Т-образный фильтр расчитан на полосу 2МГц, после трансформации сопротивлений она уменьшается до 1.6МГц (6.2МГц..7.8МГц по уровню 3дБ)
При этом подавление зеркального канала вырастет до 67дБ
Высокоомные ДПФ
Re: Высокоомные ДПФ
При увеличении выходного сопротивления рассмотренно ранее Т-образной топологии увеличивается индуктивность в трансформирующем звене. Так например при выходном сопротивлении 5кОм Г-образная цепочка будет иметь номиналы 11uH+44pF, а результирующая вторая индуктивность получится равной 15uH - 55 витков на кольце T50-2. Это почти впритык - придется мотать достаточно тонким проводом.
Другой вариант - использовать классический фильтр второго порядка в котором первое звено - последовательное, а второе - параллельное. В RFSim мы можем посчитать такой фильтр для случая одинакового входного и выходного импеданса
Чтобы получить высокий выходной импеданс между первыи и вторым звеном поставим трансформатор сопротивлений. Он может быть реализован как катушка с отводом либо как емкостный делитель.
При такой трансформации номиналы параллельного звена изменяются - индуктивность увеличивается, а емкость уменьшается.
Практическая реализация для диапазона 40 метров может выглядеть так
Так как в RFSim нет катушек с отводами то эмулируем катушкой и трансформатором. В реальной схеме отвод от 1/6 витков или катушка связи с соотношением витков 1:6. АЧХ этого фильтра
Подавление зеркального канала 53дБ несмотря на то что фильтр несколько уже и имеет полосу пропуская 1.1-1.2МГц (по факту). Это связано с тем, что одно из звеньев фильтра стало параллельным.
Фильтр с емкостной трансформацией сопротивлений
И его АЧХ
Подавление зеркального канала - 50дБ
Другой вариант - использовать классический фильтр второго порядка в котором первое звено - последовательное, а второе - параллельное. В RFSim мы можем посчитать такой фильтр для случая одинакового входного и выходного импеданса
Чтобы получить высокий выходной импеданс между первыи и вторым звеном поставим трансформатор сопротивлений. Он может быть реализован как катушка с отводом либо как емкостный делитель.
При такой трансформации номиналы параллельного звена изменяются - индуктивность увеличивается, а емкость уменьшается.
Практическая реализация для диапазона 40 метров может выглядеть так
Так как в RFSim нет катушек с отводами то эмулируем катушкой и трансформатором. В реальной схеме отвод от 1/6 витков или катушка связи с соотношением витков 1:6. АЧХ этого фильтра
Подавление зеркального канала 53дБ несмотря на то что фильтр несколько уже и имеет полосу пропуская 1.1-1.2МГц (по факту). Это связано с тем, что одно из звеньев фильтра стало параллельным.
Фильтр с емкостной трансформацией сопротивлений
И его АЧХ
Подавление зеркального канала - 50дБ
Re: Высокоомные ДПФ
В рассмотренной ранее топологии 2го порядка с трансформацией сопротивлений первое звено (последовательны контур) можно заменить на ФНЧ с частотой среза выше полосы пропускания
Пример практической реализации для диапазона 40 метров
Видим что номиналы индуктивностей сравнительно небольшие.
АЧХ такого фильтра
Подавление зеркального канала всего 44дБ. Казалось бы это существенное ухудшение и топология не имеет перспективы. Но если в ФНЧ добавить один конденсатор то мы получим фильтр-пробку которую легко можно настроить на частоту зеркального канала и существенно улучшить его подавление
Для предыдущего фильтра и частоты ПЧ=9МГц такая емкость составляет 40pF
На АЧХ фильтра появляется точка бесконечного подавления на частоте зеркального канала (25МГц)
Пример практической реализации для диапазона 40 метров
Видим что номиналы индуктивностей сравнительно небольшие.
АЧХ такого фильтра
Подавление зеркального канала всего 44дБ. Казалось бы это существенное ухудшение и топология не имеет перспективы. Но если в ФНЧ добавить один конденсатор то мы получим фильтр-пробку которую легко можно настроить на частоту зеркального канала и существенно улучшить его подавление
Для предыдущего фильтра и частоты ПЧ=9МГц такая емкость составляет 40pF
На АЧХ фильтра появляется точка бесконечного подавления на частоте зеркального канала (25МГц)
Re: Высокоомные ДПФ
Файлы моделей ДПФ в формате RFSim
В файле "40m 2nd order.cct" различные топологии ДПФ на 40ка метровый диапазон, рассмотренные выше.
В файле "HiZ BPF2.cct" - ДПЯ для диапазонов 40 и 20 метров с выходным импедансом 2кОм и 5кОм
Экселовская таблица для расчета рассмотренных ДПФ доступна тут http://www.ur5ffr.com/viewtopic.php?p=1846#p1846
В файле "40m 2nd order.cct" различные топологии ДПФ на 40ка метровый диапазон, рассмотренные выше.
В файле "HiZ BPF2.cct" - ДПЯ для диапазонов 40 и 20 метров с выходным импедансом 2кОм и 5кОм
Экселовская таблица для расчета рассмотренных ДПФ доступна тут http://www.ur5ffr.com/viewtopic.php?p=1846#p1846