Podręcznik: Podstawowe struktury filtrów

9. Filtry mikrofalowe

9.3. Podstawowe struktury filtrów

Podstawową strukturę filtru prototypu dolnoprzepustowego pokazuje rys.11.45A. Wartości L₁,C₁, ... L_n,C_n zależą od liczby par elementów i są znormalizowane dla $\omega$ =1 i R_G=R_L=1. Rzeczywiste wartości L i C otrzymuje się po właściwym przeskalowaniu.

Rys.11.45. Struktura filtru prototypu.
A) Podstawowa struktura filtru dolnoprzepustowego. B) Wymienność elementów w rozmaitych rodzajach filtrów.

Znając elementy dolnoprzepustowego filtru prototypu można obliczyć elementy każdego innego filtru jeżeli tylko znamy jego pasmo pracy. Na rys.11.45B pokazano zasadę wymienności elementów filtru. Odpowiednia zamiana elementów L i C czyni z filtru dolnoprzepustowego filtr górnoprzepustowy.
Zastąpienie elementów L i C w filtrze D-P przez obwody rezonansu szeregowego i równoległego prowadzi do charakterystyk filtrów pasmowo-przepustowego i środkowo-zaporowego. Wartości elementów obwodów rezonansowych otrzymuje się ze wzorów i po przeskalowaniu.
Dla przykładu na rys.11.46 pokazano strukturę filtru pasmowo-przepustowego, (albo środkowoprzepustowego), powstałego z przetransformowania dolnoprzepustowego. Wartości elementów L_rC_r dla obwodów rezonansu równoległego i L_SC_S dla obwodów rezonansu szeregowego można obliczyć ze wzorów (11-75).

$L_r=\frac{\Delta }{\omega _0C};\, \, C_r=\frac{C}{\omega _0\Delta };$

$L_S=\frac{L}{\omega _0\Delta };\, \, C_S=\frac{\Delta }{\omega _0L};\, \, \Delta =\frac{f_2-f_1}{f_0};$

(11-75)

Na rys.11.46b i c pokazano kształty charakterystyk tłumienia filtrów powstałych z filtrów dolnoprzepustowych maksymalnie płaskich i Czebyszewa.

Rys.11.46. Filtr środkowoprzepustowy.
A) Struktura filtru.
B) Charakterystyka filtru
maksymalnie płaska.
C) Charakterystyka Czebyszewa.

Wiemy, że charakterystyki obwodów rezonansowych, a najogólniej rezonatorów są selektywne, szybko zmieniają się wokół częstotliwości rezonansowej. Filtry są także strukturami rezonansowymi, ale bardziej złożonymi. Kształt ich charakterystyk można w pewnym stopniu komponować, dopasowywać do potrzeb.