Zonder een filter in de RF-voorversterker zal het ontvangstvermogen aanzienlijk afnemen. Hoe groot is die afname? Over het algemeen geldt dat met goede antennes de ontvangst over een grotere afstand minstens twee keer zo slecht zal zijn. Bovendien geldt: hoe hoger de antenne, hoe slechter de ontvangst! Hoe komt dat? Omdat de ether tegenwoordig vol zit met signalen die de ontvangstbuis blokkeren. Aangezien het filter in de voorversterker zo belangrijk is, hoe maak je er dan een? Een ervaren RF-expert legt het je uit! Het toevoegen van een filter voor de 435 MHz-band is echter niet zo eenvoudig. Laten we beginnen met de analyse.
Dit is een set Chebyshev-banddoorlaatfilters met een bovenliggende condensatorkoppeling en een middenfrequentie van 435 MHz. Door het gebruik van commercieel verkrijgbare chipinductoren (met een Q-waarde tot 70) is het invoegverlies extreem groot, tot wel -11 dB, en de andere curve is de reflectie (die kan worden omgezet in staande golven). Hierdoor wordt de gevoeligheid van de ontvanger sterk beïnvloed, omdat de gevoeligheid van de ontvanger rechtstreeks verband houdt met de ruisfactor van de eerste trap van de hoogversterking. Zelfs met een goede technologie, bijvoorbeeld een ruisfactor van 0,5, zal het invoegverlies van het voorfilter de ruisfactor met 11 dB verhogen. Het is dan ook zeldzaam om een dergelijke configuratie te zien. Bekijk de afbeelding nogmaals:
Als de overige parameters behouden blijven, wordt de inductor vervangen door een betere holle spoel. Hoewel het volume groter is, daalt het invoegverlies naar ongeveer -5, wat in principe bruikbaar is, maar het blijft erg moeilijk te realiseren. De reden hiervoor is dat: de koppelingscapaciteit aan de bovenkant slechts 0,2 pF bedraagt, en condensatoren met deze capaciteit niet gemakkelijk verkrijgbaar zijn. Je kunt dus alleen condensatoren op de printplaat tekenen, wat de kans op succes vergroot. Zelfs een 12 nH-inductor is niet erg gemakkelijk te wikkelen; deze moet hol en in elkaar gewikkeld zijn, wat lastig te beheersen is zonder voldoende ervaring. De inductantie is nog steeds vrij groot, waardoor de parameters van deze condensatoren gevoeliger zijn en een kleine verandering de prestaties kan beïnvloeden. Wat als je de Q-waarde van de inductor kunt blijven verhogen en tegelijkertijd de koppelingscapaciteit kunt blijven verlagen? Dan verklein je de bandbreedte een beetje. De situatie zou er dan als volgt uitzien:
De Q-waarde van de inductantie in deze figuur wordt plotseling 1600, en de inductantie neemt ook toe. De grafiek wordt erg mooi. Dit filter kan de selectiviteit en gevoeligheid van de ontvanger en andere indicatoren garanderen. Als er geen rekening wordt gehouden met het energieverbruik direct achter een IC, zou de afstand plotseling aanzienlijk groter worden. Betere prestaties, maar het microstripfilter is te groot.
Praktisch ontwerp van een spiraalfilter. Voor dit spiraalfilter zullen steeds minder mensen in China daadwerkelijk ontwerpen, en de software kan goed worden geïntegreerd. De vorige afbeelding toont een bestaand spiraalfilter voor 435 MHz mobiele apparaten. In werkelijkheid vereisen betere filters een nauwkeurigere fabricage. We zullen hoogwaardige filters met twee en vier holtes ontwerpen voor deze testmachine.
Geplaatst op: 17 juli 2024