Kako LC filter s niskim prolaskom potiskuje harmonike iz RF pojačača?

RF pojačavači snage povećavaju snagu željenog radiofrekvencijskog signala, ali nijedan praktični pojačavač nije savršeno linearan. Kada se tranzistor pokreće blizu kompresije, njegovo nelinearno ponašanje stvara harmonike u punim brojevima višestrukih osnovne frekvencije. Na primjer, odašiljač koji radi na frekvenciji od 100 MHz može proizvoditi neželjenu energiju na frekvencijama od 200 MHz, 300 MHz i višim frekvencijama. Ako te harmonike dospeju do antene, one mogu uzrokovati elektromagnetne smetnje, prekršiti granice emisije, smanjiti spektarnu učinkovitost i ometati obližnje prijemnike.

LC filter je jedno od najpraktičnijih rješenja. Izgrađen od induktorima i kondenzatorima, on prolazi potrebnu osnovnu frekvenciju dok atenuira signale iznad svoje prekida frekvencije. U RF modulima, radio odašiljačima, telemetrijskoj opremi, radarskim podsustavima, satelitskim terminalima, testnim instrumentima i prilagođenim bežičnim platformama filter se obično instalira neposredno nakon pojačača snage RF.

Zašto RF pojačavači energije stvaraju harmonike

Savršeno linearni pojačalo bi reprodukiralo ulazni val na većoj snazi bez promjene oblika. Međutim, pravi RF uređaji pokazuju nelinearni dobitak, kapacitetu spoja, varijaciju pristranosti i zasićenost. Kako se izlazna snaga povećava, valni oblik postaje iskrivljen, a to iskrivljanje se pojavljuje u frekvencijskom domenu kao harmonike.

Druga harmonika se javlja na dvostruko većoj frekvenciji, treća na tri puta većoj frekvenciji itd. Njihove razine ovisno je o tehnologiji tranzistora, klasi pojačala, točki pristranosti, izlaznoj snazi, uskladjenju impedance i modulaciji. Spunjači s velikim udaranjem mogu pružiti visoku učinkovitost, ali obično zahtijevaju jače harmonično filtriranje.

Harmonike također mogu stvoriti lažne odgovore u mjernim sustavima, spojiti u navigacijske ili komunikacijske kanale i povećati pritisak na komponente nizvodno. U slučaju da se radi o proizvodnji električne energije, potrebno je utvrditi razinu energije koja se može koristiti za proizvodnju električne energije.

Kako funkcionira LC filter s niskim prolaskom

LC filter s niskim prolaskom koristi suprotno ponašanje frekvencije induktorima i kondenzatorima. Induktivna reaktivnost raste s frekvencijom:

XL = 2πfL

Reaktantnost kapaciteta opada s povećanjem frekvencije:

U slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće.

U tipičnoj topologiji, serijski induktor sprečava visokončinu harmoniku, dok shunt kondenzatori pružaju put niže impedancije koja preusmjerava neželjenu energiju prema zemlji. Na osnovnoj frekvenciji, vrijednosti se biraju tako da se gubitak ulaska drži na niskom nivou kako bi pojačalo moglo učinkovito prenijeti snagu na opterećenje.

Ako je to moguće, potrebno je utvrditi razinu i vrijeme za upotrebu. Mreža višeg reda pruža strmiji prijelaz kada je prva neželjena harmonika relativno blizu potrebnom propusnom opsegu.

Izbor ograničene frekvencije

Četnost presječavanja mora biti dovoljno visoka da prođe željeni signal i njegovu propusnost modulacije, ali dovoljno niska da umanji najnižu važnu harmoniku. U slučaju uskog pojasu 100 MHz, prekidač može biti postavljen iznad zauzete propusne širine kanala i znatno ispod druge harmonike 200 MHz.

Za modulirane sustave, dizajneri moraju uzeti u obzir punu zauzetu propusnost, spektralnu masku, toleranciju proizvodne frekvencije i temperaturni pomak. Prekidač postavljen previše blizu željenog pojasa može iskriviti omot signala, smanjiti veličinu vektora pogreške i povećati reflektirajuću snagu. Ako je granična granica postavljena previsoko, može se dogoditi da se ne dobije dovoljno harmonskog odbacivanja.

Važni ulazni podaci za dizajn filtera uključuju:

• Osnovna radna frekvencija
• Službeni signal
• Maksimalna RF izlazna snaga
• U slučaju da je to potrebno, za svaku od tih frekvencija, mora se upotrebljavati sljedeća metoda:
• U slučaju da se ne primjenjuje, u skladu s člankom 6. stavkom 2.
• Izvor i impedansa opterećenja
• Raspon radne temperature
• Dimenzije pakiranja
• Spojnica, površinski ili prolazno-otvoreni sučelje

U slučaju da se ne primjenjuje standardni filter ili se ne koristi prilagođena mreža LC, potrebno je definirati te parametre.

Redoslijed i odgovor filtera

Redoslijed filtera određuje koliko brzo smanjenje povećava izvan ograničene frekvencije. Svaka dodatna reaktivna komponenta može poboljšati odvod, ali također uvodi dodatni gubitak, osjetljivost tolerancije, troškove i složenost rasporeda PCB-a.

Butterworthov odgovor pruža maksimalno ravnu propusnu frekvenciju i koristan je kada je konzistentnost amplitude propusne frekvencije važna. Čebishevski odgovor nudi strmiji prijelaz za određeni red filtera, ali uvodi kontroliranu valovanje propusnog pojasa. Elipsni odgovor može stvoriti transmisijske nule i iznimno oštar odbacivanje, iako je osjetljiviji na tolerancije komponenti i parazitske učinke.

Za RF potisnik snage-usporavanje harmonike, najbolje rješenje nije automatski mreža najvišeg reda. Optimalni dizajn uravnotežuje harmonično odbacivanje, gubitak ulaska, naponski stres, rukovanje strujom, proizvodnju, fizičku veličinu i stabilnost pojačala.

U mnogim praktičnim odašiljačima, tri- do sedam-polski LC filter za nisko prolazno zračenje pruža učinkovit kompromis između performansi odbacivanja i složenosti implementacije.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Računi malih signala filtera su samo početak. "Sistem za upravljanje" ili "režija" za "izvod" ili "izlazak" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz "izlaza" iz Komponente s nedovoljnim kapacitetima mogu se zagrijati, raznijeti, zasićiti, puknuti ili propasti.

Induktor Q faktor snažno utječe na gubitak ulaska. Induktor s većim Q-om pohranjuje energiju s manjim otpornim gubitkom, pomažući u održavanju učinkovitosti odašiljača. U slučaju da se radi o proizvodnji električne energije, u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog

U slučaju da se u slučaju izloženosti u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka ne primjenjuje, to se može smatrati da je u slučaju izloženosti u skladu s člankom 6. točkom (b) ovog članka. U slučaju loše podudaranja antene, vrhunačni RF napon unutar filtera može biti znatno veći od očekivanog.

Još jedan važan faktor je tolerancija na komponente. Razlike u induktivnosti i kapacitetu mogu pomaknuti frekvenciju presjeka i točke harmonskog odbacivanja. Temperatura, PCB paraziti, kapaciteta ljepljivih podloga, induktivnost tragova i učinci ograde mogu dodatno promijeniti mjereni odgovor.

Za kompaktne filtere koji rade na većim frekvencijama, elektromagnetna simulacija i analiza tolerancija su ključni za osiguravanje da proizvodne jedinice ispunjavaju ciljne specifikacije.

RSWave isporučuje RF LC filtere u konfiguracijama niskog prolaza, visokog prolaza, propusnog pojasa i propusnog pojasa. Njegova proizvodna paleta podržava kompaktne strukture za postavljanje na površinu i kroz rupe, dok se mogu razviti prilagođeni zahtjevi za frekvenciju, atenuiranje, paket i sučelje za specijalizirane RF sustave.

PCB postavljanje i uzemljenje

Na RF frekvencijama, PCB i kućište postaju dio filtera. Dugi tragovi dodaju neželjenu induktivnost, komponente uvode kapacitete, a loše uzemljenje može značajno smanjiti atenuiranje stopbanda.

U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, može se upotrebljavati i drugi mehanizmi za mjerenje. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, "sredstva za upravljanje" znači sredstva za upravljanje i upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje sustavima za upravljanje

Shunt kondenzatori zahtijevaju nisko induktivne putanje. Više uzemljujućih vija treba biti postavljeno blizu svake kondenzatorske podloge kako bi se visokončasni struja mogla učinkovito vratiti. U slučaju da se u slučaju pojave pojave pojave u sustavu za snimanje radi, to je potrebno da se utvrdi da je to u skladu s člankom 6. stavkom 3.

Ulaz i izlaz također bi trebali biti fizički odvojeni. U slučaju da su povezani, elektromagnetno spajanje može omogućiti harmoničnoj energiji da zaobiđe mrežu filtera. U kompaktnim ili visoko snažnim modulima može biti potrebno uzemljano metalno kućište ili unutarnju zaštitnu pregradu.

Iako je LC filter pasivan, njegov gubitak pri uvođenju pretvara dio RF energije u toplinu. Dovoljna površina bakra, protok zraka, toplinski kontakt i dizajn kućišta pomažu održavanju stabilne učinkovitosti filtera.

Impedansno usklađivanje i stabilnost pojačala

U slučaju da je to moguće, sustav za praćenje mora biti opremljen s sustavom za praćenje. "Sredstva za upravljanje" su: Impedance koje transistor vidi, stoga bi trebalo procijeniti u širokom frekvencijskom rasponu.

Na harmonskim frekvencijama, impedansa opterećenja može utjecati na učinkovitost pojačača, drenaž ili kolektor napetosti i pouzdanost tranzistora. U nekim sustavima, filter s niskim prolaskom integriran je u mrežu za usklađivanje izlaza tako da obavlja i transformaciju impedance i harmonično potiskivanje.

Ovaj integrirani pristup može smanjiti broj komponenti i veličinu modula, ali obično zahtijeva točne modele tranzistora, podatke o povlačenju tereta i simulaciju harmonske ravnoteže.

Vektorska mreža analizatora može provjeriti gubitak ulaska filtera, povrat gubitak, frekvencija prekida i odbacivanje stopbanda prije ispitivanja punom snagom. U slučaju da se radi o radiološkom uređaju, radiološki uređaj može se koristiti za mjerenje emisije.

U slučaju da se radi o ispitivanju, mora se utvrditi da je to u skladu s člankom 6. stavkom 2.

Koliko je moguće ukidanje harmonije?

U slučaju da je primjena sustava za povećanje frekvencije u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, to je, ako je primjena sustava za povećanje frekvencije u skladu s člankom 6. točkom (b) ovog članka, primjena sustava za povećanje frekvencije.

Na primjer, pretpostavimo da pojačalo proizvodi drugu harmoniku na -25 dBc. Ako se u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je u slučaju da je

U slučaju da se ne primjenjuje presjek, za svaki proizvod koji je proizvedeno u skladu s ovom Uredbom, potrebno je utvrditi razinu i razinu pristupačnosti.

Tehnički ispravna shema kola može i dalje pružiti lošu harmonijsku potiskivanje kada je njegova fizička implementacija nije dizajnirana prema RF načelima. To je jedan od razloga zašto bi simulacija, dizajn PCB-a, dizajn kućišta i laboratorijska validacija trebali biti tretirani kao jedan inženjerski proces.

U slučaju više zahtjevnih sustava, LC filter s niskim prolaskom može se kombinirati s kavitetnim filtrom, keramičkim filtrom ili strukturom distribuirane prijenosne linije. LC filteri su atraktivni zbog svoje kompaktne veličine, fleksibilnosti integracije i troškovne učinkovitosti. Filteri s šupljinom mogu pružiti visok Q faktor, nizak gubitak ulaska, snažno odbacivanje izvan benda i veću sposobnost upravljanja snagom u mnogim srednjim i visokim frekvencijama.

Izbor prilagođenog filtera za nisko prolazno zračenje

Prilagođeni LC filter često je poželjan kada komponenta koja je spremna ne može ispuniti tražen frekvencijski, paketni, odbacivački ili energetski cilj.

U slučaju zahtjeva za prilagođen filter, inženjeri bi trebali osigurati:

• Zahtjevni propusni pojas
• Zaželjena granična ili prijelazna regija
• Drugi i treći harmonicni frekvencije
• Uređaj za otvaranje
• U skladu s člankom 4. stavkom 2. točkom (a)
• Ciljevi za smanjenje brzine u prekidačkom pojasu
• Sredstva za upravljanje radiološkim sustavom
• Raspon radne temperature
• Mehaničke dimenzije
• Konstrukcija spoja ili broja
• U skladu s člankom 4. stavkom 2.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, proizvođač filtrova može upotrebljavati filtere koji se upotrebljavaju za proizvodnju filtrova.

RSWave portfolio RF komponenti uključuje LC filtere, kavitetske filtere, mikrovalovne dielektrične keramičke filtere, dupleksere, multipleksere i antene. Ovo proizvodi koriste se u komunikacijskoj infrastrukturi, radarskom otkrivanju, satelitskoj komunikaciji, navigacijskoj opremi, bespilotnim sustavima, aerospacijalnim modulima, industrijskoj RF elektronici i prilagođenim mikrovalnim platformama.

Zaključak

LC filter s niskim prolaskom potiskuje RF snage pojačavajuće harmonike kombiniranjem serijske induktivnosti i šuntne kapacitete kako bi prošao temeljni signal, a odbacio energiju viših frekvencija.

Učinkovito suzbijanje harmonika ovisi o mnogo više od izbora prekida frekvencije. Redoslijed filtera, vrsta odgovora, faktor Q komponente, ocjena snage, ponašanje impedance, uzemljenje, štitnja, toplinsko upravljanje, raspored PCB-a i tolerancija proizvodnje utječu na performanse u stvarnom svijetu.

Kada se ovi čimbenici zajedno razmotre, pravilno dizajnirani LC filter s niskim prolaskom može značajno smanjiti emisije druge i treće harmonije, poboljšati elektromagnetnu kompatibilnost, zaštititi obližnje prijemnike i pomoći RF odašiljaču da zadovolji svoje spektarske zahtjeve.

Za primjene koje zahtijevaju kompaktni paket, niski gubitak uložanja, definirano harmonico odbacivanje, visoku pouzdanost ili nestandardni sučelje, prilagođeni RF LC filter pruža praktičnu rutu od dizajna kola do proizvodnje spremne RF performanse.