СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 7/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 93 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2016 Традиционный фильтр Традиционный фильтр Малоотражающий фильтр Малоотражающий фильтр а б в г Традиционный фильтр NLP-550+ Малоотражающий фильтр XLF-421+ а б Традиционный фильтр Малоотражающий фильтр в г Традиционный фильтр Малоотражающий фильтр а б Рис. 7. Групповая задержка NLP-550+ для 1 и 2 фильтров (а) и XLF-421+ для 1, 2 и 3 фильтров (б) могли бы быть, если бы отражённый сигнал присутствовал в цепи. Р ЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ Для утверждения результатов моде- лирования были проведены измерения для одиночного фильтра, а также двух каскадированных фильтров. Помимо малоотражающих фильтров XLF-550+, измерения были проведены и с тради- ционным фильтром NLP-550+. Для проведения измерений каждый фильтр был припаян на тестовую пла- ту. Платы соединялись друг с другом последовательно и подключались к век- торному анализатору цепей. Малоотражающие фильтры были измерены в вариантах без каскадиро- вания и с последовательным каскади- рованием двух и трёх фильтров. Тради- ционные фильтры были протестирова- ны в режиме «один фильтр против двух каскадированных». Вносимые потери, обратные потери по входу и выходу и групповая задержка были измерены в диапазоне частот от нуля до 5 ГГц для каждого варианта. Результаты измере- ний приведены на рисунках 5 и 6. Графикивносимыхпотерь (см. рис. 5) для каскадированных традиционных фильтров показывают ожидаемое уве- личение режекции в полосе загражде- ния. В тоже время в полосе заграждения наблюдается явная «гребёнка» из-за не- стабильностей фаз, возникающих при взаимодействии падающего и отражён- ногосигналов. Дополнительно, паразит- ная «волнистость» возникла вполосепро- пусканиярядомс её краемдля двухкаска- дированныхфильтров. Причиной явля- ется ухудшениеобратныхпотерь вполо- се пропусканияиналичие отражённого сигнала в районе срезафильтров. В противоположность этому, резуль- таты измерения вносимых потерь для малоотражающих фильтров в точности повторяют смоделированные и пред- сказанные результаты при каскадиро- вании двух и трёх фильтров. Графики показывают отсутствие каких-либо «гребёнок» или искажений формы АЧХ. На рисунках 6 представлены графи- ки результатов измерений обратных потерь для каскадированныхфильтров. Традиционные фильтры при каскади- ровании демонстрируют значительную деградацию обратных потерь по входу и выходу в полосе пропускания. Ухуд- шение на некоторых частотах состав- ляет до 20 дБ. Для малоотражающих фильтров в каскадированном режиме также наблюдается изменение обратных потерь по входу и выходу, но очевид- ной деградации параметров не наблю- дается. Напротив, для некоторых частот обратные потери становятся выше по сравнению с одиночным фильтром. Это иллюстрирует тот факт, что малоот- ражающие фильтры при каскадирова- нии имеют значительно лучшие харак- теристики обратных потерь по сравне- нию с традиционными фильтрами. Наконец, групповая задержка (см. рис. 7), измеренная для двух каскадиро- ванных традиционных фильтров, имеет очень сильную вариативность от часто- ты, которая приводит к искажению сиг- налов в полосе пропускания. Напротив, групповая задержка для каскадирован- ных малоотражающих фильтров очень стабильна при изменении частоты. Это означает, что каскадированные малоот- ражающие фильтры исключают иска- жения, выраженные в нестабильности фазы проходящих сигналов. З АКЛЮЧЕНИЕ Одним из преимуществ малоотра- жающих фильтров является возмож- ность последовательного соединения нескольких фильтров и устранение разрушительного эффекта от отражён- ных сигналов. Данное свойство дела- ет малоотражающие фильтры весьма гибким инструментом для построения систем, где необходима высокая режек- ция и крутизна среза. Л ИТЕРАТУРА 1. www.mini-circuits.com 2. www.yeint.ru/minicircuits Рис. 5. Вносимые потери для всего диапазона традиционного фильтра NLP-550+ для 1 и 2 фильтров (а) и фильтра XLF-421+ для 1, 2 и 3 фильтров (б) и в полосе пропускания фильтра NLP-550+ для 1 и 2 фильтров (в) и фильтра XLF-421+ для 1, 2 и 3 фильтров (г) Рис. 6. Обратные потери по входу NLP-550+ для 1 и 2 фильтров (а) и XLF-421+ для 1, 2 и 3 фильтров (б) и по выходу NLP-550+ для 1 и 2 фильтров (в) и XLF-421+ для 1, 2 и 3 фильтров (г)