Файл: Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
со
108
Р и с .4 .6 . Графики зависимости параметров |
элементов Т-образной мостовой схемы |
||
фильтра от центральной частоты /<, при |
а / = Ю МГц и |
Rn |
= 75 Ом. |
|
|
|
|
109
|
|
3 . КОНСТРУКЦИИ МАЛОГАБАРИТНЫХ ПОЛОСОВЫХ ФИЛЬТРОВ |
|||||||||||
|
Ддя полосового фильтра по |
схеме р и с .4 .5 ,а |
с |
параметрами |
|||||||||
/о = 580 |
МГц, |
л/ = |
ІО МГц, |
R0 = |
75 |
вм, |
ßr' |
= 3 расчётные |
|||||
величины параметров |
элементов равны: |
СЗ |
= з |
пф, |
С7= |
0,45пф , |
|||||||
С9 |
= 0 ,7 |
пф, |
СЮ |
= |
0 ,2 пф, |
LÖ = |
0,088 |
мкГн, |
L4 = |
0,54мкГн |
|||
|
Топологический чертеж конструкции с односторонним распо |
||||||||||||
ложением |
элементов показан на р и с .4 .7 . |
Фильтр выполнен на |
|||||||||||
плате размером 35x46x1,0 мм из фольгированного армированного фторопласта ФАФ-4. Элементы на печатной плате выполнены фото химическим методом. В качестве конденсаторов используются распределенные емкости между торцами параллельных проводников
Ва р и с .4 .8 |
показана зависимость затухания |
ß |
фильтра от |
частоты / |
, построенная по результатам измерений на образце |
||
полосового фильтра с односторонним расположением элементов.
Топологический чертеж конструкции с двусторонним распо
ложением элементов полосового фильтра показан на р и с .4 .9 . Эк спериментальные образцы фильтра изготовлены на плате разме
ром 34x33x2 мм из материала ПТ-10 с диэлектрической прони цаемостью а = 1 0 . Материал платы является одновременно диэ
лектрическим слоем конденсаторов. Ддя изготовления фильтра обе поверхности диэлектрической пластины предварительно ме таллизируются. Элементы на плате выполняются фотохимическим
методом.
На р и с .4 .1 0 изображена частотная характеристика затуха ния образца полосового фильтра с двусторонним расположением элементов, построенная по результатам измерений.
Сопоставление экспериментальных образцов полосовых филь-
но
Р н о .4 .7 . Топологиявокий яертеж полосового фильтра ö односторонним расположением элементов
I l l
Рас.4 .8 . Частотная характеристика затухания образца полосового фильтра с односторонним расположением элементов,построенная по результатам измерений.
тров для диапазона частот ІОО-ІООО МГц с аналогами, выполнен ными на дионретных элементах н полосковых линиях, приводит к выводу о том, что реализация таких фильтров о использованием технологии вакуумного напыления элементов и печатного монтажа позволяет уменьшить габаритные размеры в '5-10 раз и соответ ственно уменьшить вес фильтров в 3-5 р аз.
4 . О МЕТОДИКЕ НАСТРОЙКИ 4НЧ, ОСНОВАННОЙ НА ТЕОРИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
Одним из важных параметров 4НЧ является коэффициент пере дачи по напряженно (р н о .4 .І):
к - _ _ * |
* |
14.8) |
Aft |
+ А<2 è i f |
- II2 -
Рио.4 .9 . Топологический черте* полосового фильтра о двусторонним расположением
элементов.
из
Р и с.4 .1 0 . Частотная характеристика затухания полосового фильтра с двусторонним расположением элементов, построен
ная по результатам измерений.
і _ Z< *Zz |
■ i _ |
z z |
*ZzZi ■ |
ö |
- |
Z s * Z f . |
где А ц- ^ |
> ЛП ~ |
■ > |
Dn |
’. |
Zs ' |
|
в zi- |
|
|
JuJ/а |
Z 3 = y W 2 ; |
||
z ^ j6 c z ’ z s - j ^ L5 '> z e = * . |
|
|
||||
Разлагая |
выражение |
(4 .8 ) в ряд Тейлора и ограничиваясь |
||||
первыиі членами, после преобразований получаем уравнение отно
сительной погрешности |
коэффициента передачи, выраженное |
через относительные погрешности индуктивностей â'L^ , емкостей |
|
ffC( и сопротивления $ R |
: |
âK = £ BL. &Ц * Y2 3CiSßi + |
Вz<?R. |
^ • 9 ) |
||
С учетом |
<=/ |
" К |
" U = L 2 = L 5 и |
|
|
того, что в фильтрах типа |
|||
C I-C Z -2 C 5 , |
пользуясь методом группирования |
[б .б ], |
для опре |
|
деления коэффициентов влияния Ві в уравнении погрешности
II4
(4.9) получим: Bif = - - f [ ( 2 + a)[f+ tf)a +(/ + 0 ) 3 ]^
В ^ - Ц е - К і ' Ѵ а + й ] ;
g |
|
e[Q+o)z +aJ . |
|
|
|
|||
|
|
|
5 |
|
’ |
' |
. |
(4 .1 0 ) |
Bet |
- - |
[_(i+Q )(l+ S) + ß ] j |
|
|||||
&C2 - |
a(2*a)(i*S) |
|
T |
|||||
&C3 = _ |
8(f+a)(3+a) |
|
|
|
||||
|
' |
S ffy - 2 |
& ) |
|
|
|
|
|
|
8(f+a)(3*o) |
|
|
|
|
|||
Br - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S (f + |
J & |
) |
’ |
|
|
»’ |
|
где а |
.'> & ~ ~ 2/ |
ТЦг * J. Z5, |
r |
Mo |
= y ^ 7 c 7 |
|||
|
о |
|
|
(aJ |
|
|
f |
|
S =(l*B)[(f+a)z +a] +(2 *o)ß.
Уравнение (4.9) представим в виде:
F B -’Y'ßi/BU +У~^ ß-c.SCj + Er8R+
+y / Z f u M i + È f c-fc + F^SR). |
14.i i ) |
/=/ ‘
Действительная часть уравнения (4 .II) комплексной относи тельной погрешности представляет собой относительную погреш ность^/^/ модуля, а коэффициент при мнимой части - абсолютную погрешность лУ7 фазы комплексного коэффициента передачи (.см.
главу пятую). Поэтому можем записать:
^1кі = 22 |
ELiвц * f l |
ес( bcl+ErSr , |
|
I=1 |
l=t |
|
(4 .1 3 ) |
3 |
ъ |
|
|
AV = I(Z-/ |
Fti SU - i-f |
Fc.ffCi +Fr SR. |
Уравнения погрешностей (4,12) и (4.13) могут явиться исходны
ми для анализа и синтеза производственных допусков коэффипиѳн-
II5
та передачи фильтра.
Если законы распределения погрешностей параметров всех
элементов близки к нормальным, то середина поля допуска со
впадает со средним значением, а половина поля допуска Si о
достаточной для практики точностью равна
£ = Ъ 0 і,
где - среднее квадратичесноѳ отклонение производствен
ной погрешности.
При сделанном допущении систематическая составляющая погреш ности выходного параметра тождественно обращается в нуль.
Технология тонкопленочных конденсаторов обусловливает на
личие существенных корреляционных овязей между погрешностями их емкоотѳй. Величина коэффициента корреляции может лежать в
пределах |
0 ,7 -0 ,9 . Погрешности параметров катушек индуктивно |
|||
сти и пленочного резистора не коррелированы. |
|
|||
Для интересующего нас параметра - |
модуля коэффициента пе |
|||
редачи - |
на основании выражения (4.12) |
получим уравнение слу |
||
чайной ооставдяпцей |
в виде: |
|
J ' и . » ) |
|
С=* |
с~1 |
£<J |
J |
|
где Pij - коэффициент корреляции между погрешностями емкостей конденсаторов;
S , - половина поля допуска /-го параметра.
С помощью уравнения (4.14) можно раосчитать допуск выходного параметра при заданных допусках параметров элементов.
Если рассматривать частотную характеристику фильтра в виде
f
II6
то нижняя и верхняя границы поля допуска будут равны соот |
||||
ветственно: |
|
к |
|
|
К 1 |
[ / + â K( ü j ) ] ; |
|||
Ко СР |
||||
(4.15) |
||||
Каі |
н |
|
[/'* SkСи))] . |
|
|
|
|
||
К . л Ко % Ко ср
Можно решить и обратную задачу: но. заданному допуску выходного параметра определить допуоки параметров элементов.
Для тонкопленочных конденсаторов и резисторов предел дости жимой точности определяется уровнем тонкопленочной технологии,
а для навесных катушек индуктивности целесообразно назначить одинаковые допуски
Sa —Sl2 — S n - ö i .
Из уравнения (4.14) находим
s , = |
Sk -Ѳ |
(4.16) |
|
||
где |
<- £ ‘ f l ~ Z ^ n jC c iECjSc Ä i . |
|
Ф і |
||
Частотная характеристика ФНЧ, близкая к расчётной, может быть получена только в случае, когда все элементы его изготов лены с высокой точностью, В работе [4,і] указано, что погреш ности индуктивностей и емкостей не должны превышать +(І-2)% .
На современном уровне технологии вакуумного напыления элементов относительная погрешность емкости составляет пример но 2С$. Величина сопротивления нагрузки ФНЧ лежит обычно в пределах 50-75 Ом. Соответствующим выбором формы, размеров и материала возможно изготовить тонкопленочные резисторы с от носительной погрешностью ±(4-Ь)% .