CC BY
109Компоненты и технологии, № 1'2005
Высокочастотные фильтры
компании TEMWELL
Тайваньская корпорация TEMWELL, основанная в 1994 году, проектирует и изготавливает разнообразные пассивные радиокомпоненты высокочастотного диапазона — фильтры нижних частот (ФНЧ), полосовые (ПФ), режекторные (РФ), а также частотноизбирательные устройства согласования приемопередатчика с антенной — так называемые диплексеры и дуплексеры. Эти элементы предназначены для широкого применения в высокочастотных цепях радиоприемников, приемопередатчиков базовых станций радиосетей, а также аппаратуры спутниковых, эфирных и кабельных сетей связи.
Николай Щирица, к. т. н.
temwell@vital-ic.com
Корпорация TEMWELL (www.temwell.com.tw) сертифицирована в соответствии со стандартом качества 180 9002. Всю номенклатуру изделий TEMWELL можно сгруппировать следующим образом:
1. Фильтры.
1.1. Миниатюрные ПФ и ФНЧ для сигналов мощностью 1-4 Вт.
1.2. Комплекты миниатюрных ПФ.
1.3. ПФ для сигналов мощностью 5-10 Вт.
1.4. ПФ для сигналов мощностью 50-80 Вт.
1.5. Сверхширокополосные ПФ.
2. Диплексеры и дуплексеры.
2.1. Миниатюрные диплексеры и дуплексеры для сигналов мощностью 1-4 Вт.
2.2. Дуплексеры для сигналов мощностью 5-10 Вт.
2.3. Диплексеры для сигналов мощностью 20-30 Вт.
2.4. Сверхширокополосные дуплексеры.
Фильтры
Миниатюрные ПФ и ФНЧ для сигналов мощностью 1-4 Вт
Одним из существенных показателей любого канала преобразования радиотехнических сигналов является его частотная избирательность, определяемая соответствующей характеристикой используемых фильтров. В простейшем случае полезный сигнал селектируют с помощью одного резонансного контура. Более совершенные фильтры с повышенной частотной избирательностью реализуют в виде многоконтурных схем. При этом удается получить форму амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), близкую к прямоугольной. Сравнивая, например, АЧХ одно- и двухконтурного усилителей, можно заметить, что при равных добротностях колебательных контуров двухконтурный усилитель имеет большую крутизну скатов резонансной кривой, то есть способен обеспечить лучшую частотную избирательность.
В номенклатуре компонентов TEMWELL представлены ПФ с числом связанных контуров от двух до пяти. Необходимый потребителю фильтр можно либо выбрать из большого числа готовых изделий, либо заказать индивидуально. Для заказа фильтра доста-
точно указать желаемые значения следующих характеристик его АЧХ:
• частоты настройки Б0 максимума АЧХ [МГц];
• затухания сигнала п0 на частоте Б0 [дБ];
• полосы пропускания ДБ(-1) по уровню -1 дБ (или ДБ(-3) по уровню -3 дБ) [МГц];
• частоты Бм — разности между Б0 и частотой «левого» минимума АЧХ [МГц];
• затухания сигнала пм на частоте (Б0 - Бм) [дБ];
• частоты — разности между частотой «правого» минимума АЧХ и Б0 [МГц];
• затухания сигнала на частоте (Б0 + Бк) [дБ]. Миниатюрные ПФ изготавливают несколькими
сериями под условными обозначениями 7Н, 78, 5W и 5И. Основные их параметры таковы:
• 7Н — серия фильтров с частотой Б0 от 50 до 1200 МГц, полосой пропускания ДБ(-3) от 2 до 100 МГц, количеством контуров от 2 до 5;
• 78 — серия фильтров с частотой Б0 от 200 до 1500 МГц, полосой пропускания ДБ(-3) от 2 до 40 МГц, количеством контуров от 2 до 5;
• 5W—серия фильтров с частотой Б0 от 230 до 2550 МГц, полосой пропускания ДБ(-3) от 7 до 110 МГц, количеством контуров от 2 до 4;
• 5И — серия фильтров с частотой Б0 от 240 до 1650 МГц, полосой пропускания ДБ(-3) от 5 до 60 МГц, количеством контуров от 2 до 4.
Мощность входного сигнала в зависимости от частоты может достигать 1-4 Вт. Рабочая температура фильтров — от 0 до +60 °С, температура хранения — от -20 до +70 °С.
Компоненты и технологии, № 1'2005
00,50-
т
-5,55-J -5,55—►!
0,90-
OÜ = /1 и о V
= ч. п- -1= ° П І П ° U-0,20
3, бо L
Рис. 3. Габаритный чертеж ПФ серии 5R с двумя контурами
Vcc=5v
Tunable (±15MHz) RF Bandpass Filter
Typical Performance
1340 1370 1400 1430 1460 1490 1520 1550 1580 1610 1640 1670 1700 1730 1760 1790
Center Frequency (MHz)
Рис. 5. АЧХ фильтров из комплекта K3WB-2G-40M82
Внешний вид ПФ серий 7H, 7S, 5W и 5R показан на рис. 1, а габаритные размеры корпусов серий 7S и 5R — на рис. 2 и 3 соответственно.
В качестве примера применения ПФ на рис. 4 представлена схема селективного усилителя высокой частоты. Фильтры, обозначенные «Helical 1» и «Helical 2», включены на входе и выходе усилительного каскада.
По сравнению с аналогичными изделиями других производителей, ПФ TEMWELL отличаются рядом преимуществ:
• малым затуханием % (не более 2-3 дБ);
• возможностью выбора из шести вариантов расположения выводов для каждого типа фильтра;
• короткими сроками поставки (образец может быть изготовлен за 3-10 рабочих дней, а массовая серия — за 35-45 рабочих дней);
• минимально допустимым заказом — всего от 10 шт.
На уровне лучших мировых образцов компания TEMWELL изготавливает фильтры с любыми значениями F0 и AF в пределах широкого диапазона частот, а также со стандартной величиной импеданса (50 или 75 Ом).
Предлагаемые предприятием в широкой номенклатуре миниатюрные ФНЧ рассчитаны на частоту среза (по уровню -3 дБ) от 650 до 1525 МГц. Все эти фильтры отличаются весьма высокими параметрами АЧХ. К примеру, фильтр LLDC-750M-4P в своей полосе пропускания (от 0 до 750 МГц) вносит затухание не более 1 дБ, а в полосе режекции (от 825 до 1500 МГц) — не менее 25 дБ.
Комплекты миниатюрных ПФ Несомненно, большую пользу при проектировании и настройке радиочастотной аппаратуры приносят выпускаемые предприятием комплекты миниатюрных ПФ «RF Designer's Tunable BP Filter Kit». Они рассчитаны на стандартные диапазоны сигналов: NMT (от 370 до 530 МГц), ISM900M (от 740 до 970 МГц), 2G (от 1450 до 1680 МГц) и ISM2400M (от 2340 до 2480 МГц). Приведем характерные примеры этих комплектов.
Комплект K3B-NMT-10M82, для диапазона NMT, содержит 16 фильтров (по 2 одинаковых фильтра), настроенных на восемь частот F0: 380, 400, 420, ..., 500, 520 МГц. Частота настройки каждого фильтра может быть легко изменена на ±10 МГц. Полоса пропускания фильтров AF(-3) одинакова и равна 10 МГц. Фильтры изготовлены в корпусах типа 7H3, с тремя контурами.
Другой комплект — K3WB-2G-40M82 — также содержит 16 фильтров, настроенных на восемь частот Б0: 1460, 1490, 1520, ..., 1640 и 1670 МГц. Каждый фильтр можно подстраивать на ±15 МГц. Полоса пропускания фильтров ДБ(-3) = 40 МГц. Фильтры изготовлены в корпусах типа 5W3, с тремя контурами. На рис. 5 приведены АЧХ фильтров.
Третий комплект — K3WB-I8M2400-70M52 — содержит 10 фильтров, настроенных на пять частот Б0: 2340, 2370, 2400, 2430 и 2460 МГц. Частоту настройки каждого фильтра можно изменять на ±15 МГц. Полоса пропускания фильтров ДБ(-3) = 70 МГц. Фильтры изготовлены в корпусах 5W3, с тремя контурами. ПФ для сигналов мощностью 5-10 Вт Во многих случаях работоспособность радиоэлектронных устройств может нарушаться в результате воздействия помех. Для защиты высокочастотных цепей от помех удобно применять ПФ в металлических корпусах с коаксиальными разъемами. Компания-производитель предлагает серию таких фильтров, получившую название ТМ. На рис. 6 приведен их внешний вид.
Диапазон частот настройки Б0 составляет от 45 до 2600 МГц, полоса пропускания ДБ(-3) — от 2 до 100 МГц. Типы используемых соедини-
Компоненты и технологии, № 1'2005
телей — N (50 Ом), SMA (50 Ом) и Б (75 Ом). Мощность входного сигнала может достигать 5-10 Вт. Габаритные размеры модулей ТМ равны соответственно 48x38x26 мм, с соединителями типов Б и SMA, и 48x38x34 мм с соединителями типа N. Интервал рабочих температур модулей — от -20 до +60 °С, температур хранения — от -20 до +70 °С.
ПФ для сигналов мощностью 50-80Вт Для использования в аппаратуре связи стандартов GSM, W-GSM, GSM1800, PDC, PDC1.5, CDMA, CDMA2000 предназначены мощные ПФ в корпусах серии TF26. Они содержат по четыре резонансных контура и настроены на частоты в диапазоне от 300 до 1200 МГц. Полоса пропускания этих фильтров находится в диапазоне от 10 до 50 МГц. Их внешний вид приведен на рис. 7.
Сверхширокополосные ПФ Фильтры данной группы предназначены для работы в системах спутникового радиоприема. Они рассчитаны на пропускание сигнала в диапазонах частот 950-1350, 950-1450, 950-1525, 975-1275 и 1075-1435 МГц. Внешний вид фильтра приведен на рис. 8.
Фильтр ТМ-9Ы-950-1450МР, например, имеет следующие характеристики. Полоса пропускания от 950 до 1450 МГц при затухании сигнала не более 1 дБ; две полосы режек-ции — от 5 до 850 МГц и от 1600 до 2200 МГц с ослаблением сигнала не менее 30 дБ.
