Полосовой фильтр 300-340МГц, Проектирование фильтра Опции

[AntonFootball]

Добрый день. Мы занимаемся проектированием полосовых фильтров для усилителей.
Раньше работали на более низких частотах. Последний проект - фильтр 66-88МГЦ полоса.
В этом случае получился фильтр на LC элементах. Он удовлетворял заданному ослаблению, неравномерности и др...

Поделитесь пожалуйста Вашим опыт проектирования фильтров на частотах порядка 300 МГЦ.
Полоса пропускания 40Мгц Ослабление за полосой -40 -50Дб. Неравномерность АЧХ менее 1 дБ.

На каких элементах обычно реализововаются фильтры на таких частотах?
По прежнему подойдёт LC? Микрополоски??

[ledum]

Проффессор, а может на 2дБ ниже расчетной? На FR4. И немножко колокол.
То Антон. Затухание на какой отстройке? Минисеркиты на Ваши требования не делают, но есть похожие. http://217.34.103.131/pdfs/RBP-280+.pdf
Спиральники 3-го порядка делаются за час http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t...ll=1#post852342 - учтите, это 2% относительной полосы. И материалы специально брались с помойки. 3.5дБ потерь. Расчет берется отсюда http://tonnesoftware.com/helical.html - там емкостная связь (окошко сверху), можно по Ханзелу, или точнее, Звереву - индуктивную, окошко снизу, смотря что требуется больше задавить - выше полосы пропускания или ниже.
Можно на коаксиалах http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t...ll=1#post841438
В Женезисе на это вроде есть визард.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 19 2013, 13:33

[AntonFootball]

Затухание на какой отстройке?

Извините, вот точные параметры:

Полоса пропускания по упровню 3 дБ 250-400 МГц
Неравномерность 1.5 дБ
Ослабление 0-200 и 500- 1000Мгц менее 50 дБ

Спиральники 3-го порядка делаются за час http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t...ll=1#post852342 - учтите, это 2% относительной полосы. И материалы специально брались с помойки. 3.5дБ потерь. Расчет берется отсюда http://tonnesoftware.com/helical.html - там емкостная связь (окошко сверху), можно по Ханзелу, или точнее, Звереву - индуктивную, окошко снизу, смотря что требуется больше задавить - выше полосы пропускания или ниже.

Раньше некогда не интересовался спиральниками, теперь посмотрю)

Можно на коаксиалах http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t...ll=1#post841438

На коаксиалах для нашего устройства большие габариты выдут. Да и не пользовался ими некогда. Тоже посмотрю, спасибо)

В Женезисе на это вроде есть визард.

Мы тоже пользуемс Женезисом, Filtr Solution.

Кто то пытается сейчас Microwave Office внедрить. Какое Ваше мнение об этой программе?


Книга Ханзел у нас лежит, пользуемся)

Сообщение отредактировал AntonFootball - Sep 20 2013, 05:38

[ledum]

Полоса пропускания по упровню 3 дБ 250-400 МГц
Неравномерность 1.5 дБ
Ослабление 0-200 и 500- 1000Мгц менее 50 дБ

Упс. Мне кажется 9-й порядок Чебышева или 7-й Золотарева (Эллиптик, Кауэр). Я умываю руки. Спиральники не-е. LC (наиболее вероятно) или микрополосковый со связанными лямбда на четыре с лямбда на четыре на корпус - но размер на ФР4 Вам не понравится, даже если свернуть меандром. Приложение можно свернуть до 120х100мм где-то, + LFCN-575 какой-нибудь. Короче, Женезис в руки - там все есть.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 20 2013, 08:18

Эскизы прикрепленных изображений

 

[AntonFootball]

Женезис в руки - там все есть.

В Genesys синтезирую Band-pass фильтр (ПФ) Запускаю линейный аналис - и получается всё супер. Красивая характеристика. Запускаю оптимизацию - программа справляется.

СОЗДАЮ ТОПОЛОГИЮ. Модилирую с учётом топологии в модуле Sonet. Характеристика разваливается. Пытаюсь оптимизировать. Задаю хотябы один параметр S21-неравномерность менее минус 4 дБ и более минус 7. Программа не может оптимизировать даже в таких воротах. Пробывал различные виды топологий.

На низких частотах свё удовалось. В чём может быть проблема?)

[Serg1956]

Господа, а чем не нравится эллиптический 5-го порядка:


Вполне реализуемо в элементах, правда, сразу вопрос: под какую мощность и как далеко надо давить? Катушки дадут резонансы в диапазоне 700-1000МГГц. К печати надо относиться очень внимательно, возможно, потребуется экранирование звеньев друг от друга. Т.е. надо поработать с расчетом и определить режимы, конструкцию, а на первый взгляд вполне.
Печатные и спиральные варианты скорее всего не пройдут из-за широкой полосы.

[Proffessor]

Господа, а чем не нравится эллиптический 5-го порядка:
Вполне реализуемо в элементах, правда, сразу вопрос: под какую мощность и как далеко надо давить? Катушки дадут резонансы в диапазоне 700-1000МГГц. К печати надо относиться очень внимательно, возможно, потребуется экранирование звеньев друг от друга. Т.е. надо поработать с расчетом и определить режимы, конструкцию, а на первый взгляд вполне.
Печатные и спиральные варианты скорее всего не пройдут из-за широкой полосы.

Реализуемо, но с трудом-с. Играться с сосредоточенными элементами можно до 200MHz, но выше - борьба с паразитными реактивностями как правило, заканчивается поражением, тем более для начинающих (даже несмотря на ценные советы типа тщательно рассчитать и продумать топологию и проч.). Вглядитесь внимательно в свою схему: там наличествуют по сути семь резонаторов параллельного типа, которые вполне могут быть выполнены в виде спиральных или полосковых и без всяких дополнительных резонансов. Правда, еще надо побороть паразитную емкость на землю с точки соединения двух последовательно включенных резонаторов. Если не зацикливаться на эллиптических фильтрах, чебышевский 7-го порядка на семи заземленных резонаторах и с индуктивными (четвертьволновыми) связями более реален. Такой фильтр относится к квазиполиномиальным, его Filter Solution не понимает, поэтому его надо рассчитывать вручную (по Ханзелу - считать волновые сопротивления резонаторов и коэффициенты связи между ними).

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 28 2013, 06:02

[rloc]

Реализуемо, но с трудом-с. Играться с сосредоточенными элементами можно до 200MHz, но выше - борьба с паразитными реактивностями

Надо не бороться, а учитывать, и в этом отношении AntonFootball взял правильное направление. Для оптимизма подкину несколько примеров гиговых LC-фильтров на основе библиотек Modelithics:

В Genesys:
Application Note 29: Lumped Element Low-Pass Filter Design And Optimization Using Agilent Genesys Software

В MWO:
Application Note 18: Lumped Element Low-Pass Filter Design And Optimization

В ADS:
Application Note 17: Lumped Element Filter Design And Optimization

В последнем примере - экстрим дизайн - полосовой LC-фильтр на 5.4 ГГц, номиналы элементов измеряются десятыми долями пФ и нГ. Для тех, кто не верит, предлагают купить кит и убедиться. Слабо верю в практическую сторону на таких частотах, но до 3-4 ГГц вполне возможно, и это подтверждается серийными изделиями многих фирм (не буду перечислять). На мой взгляд, на высоких частотах нужно постараться избежать фильтров высоких порядков, скажем более 5-го, в крайнем случае делать их составными с развязкой через усилитель. Иначе топология начинает носить распределенный характер, внося лишние нули и полюса. Широкополосные фильтры хорошо получаются путем комбинирования ФНЧ и ФВЧ, в последних версиях Filter Solutions такие комбинации уже синтезируются.

Если ссылки перестанут работать, то смотреть здесь Benchmark Filter Design Kits

Моделирую с учётом топологии в модуле Sonnet. Характеристика разваливается. Пытаюсь оптимизировать. Задаю хотябы один параметр S21-неравномерность менее минус 4 дБ и более минус 7.

Неравномерность задается по S11, можно взять <-15 дБ, и приоритет на него побольше поставить.

микрополосковый со связанными лямбда на четыре с лямбда на четыре на корпус - но размер на ФР4 Вам не понравится, даже если свернуть меандром. Приложение можно свернуть до 120х100мм где-то, + LFCN-575 какой-нибудь.

Сделать можно и на ФЛАНе десятка, если память не изменяет, по размерам получался где-то 8x5 см, восьмизвенный лямбда на четыре без сворачивания в гармошку, на диапазон 200-400 МГц.

[Proffessor]

Надо не бороться, а учитывать, и в этом отношении AntonFootball взял правильное направление. Для оптимизма подкину несколько примеров гиговых LC-фильтров на основе библиотек Modelithics:

Неплохо было бы, чтобы Ваш оптимизм был подкреплен не только чьими-то примерами из инета и общими теоретическими рассуждениями, но и Вашим собственным практическим опытом.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 29 2013, 15:09