Особенности расчета дифференциального высокочастотного фильтра

Сергей Владимирович Макаров

Владимир Иванович Шлома

При проектировании радиотехнических устройств авторы статьи столкнулись с тем, что не смогли найти методику расчета высокочастотного фильтра для схем с дифференциальным входом/выходом. Имеются методики и программы расчета для обычных фильтров, а вот для дифференциальных фильтров ничего нет. Пришлось такую методику разрабатывать самим, и уже по ней рассчитывать нужные дифференциальные фильтры. Статья посвящена особенностям расчета высокочастотного фильтра для схем с дифференциальным входом/выходом. Приведенные в статье методики могут быть полезны для разработчиков радиотехнических устройств. Опубликовано: Международная конференция «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий», Доклады, РЭУС, Москва 2015, с. 389 – 391. Article is devoted features of calculation of the high-frequency filter for schemes with a differential input/exit.

Владимир Шлома, Сергей Макаров

Особенности расчета дифференциального высокочастотного фильтра

1 

Краткий анализ существа вопроса

При проектировании специализированного цифрового радиоприемного устройства, предназначенного для контроля параметров излучений базовых и абонентских станций ТЕТРА, встала задача расчета электрической схемы фильтров нижних частот, имеющих дифференциальные вход и выход.

Теория и практика расчета высокочастотных фильтров проработаны очень глубоко [1 – 5], кроме того в интернете достаточно много программ по расчету фильтров, таких как RFSm99, которые, после подстановки исходных данных для расчета, позволяют сразу получить достаточно точный результат вычислений. Никаких трудностей в решении этой задачи не предвиделось.

Однако, простая, на первый взгляд, задача оказалась не очень простой. Нам не удалось найти каких-либо теоретических разработок или практических рекомендаций по расчету именно дифференциальных фильтров. Во всех доступных нам источниках, в том числе и программах, рассматриваются вопросы расчета простых (без дифференциального входа/выхода) фильтров.

Задачу расчета фильтра с дифференциальным входом/выходом пришлось решать самостоятельно. При решении задачи были рассмотрены два варианта преобразования схемы обычного фильтра в дифференциальный.

2 

Первый вариант преобразования

Схема обычного фильтра нижних частот показана на рис. 1.

Рисунок 1. Схема простого фильтра нижних частот

Фильтр состоит из двух элементов: L и C. Входное сопротивление Rвх и выходное сопротивление фильтра Rвых показаны на схеме условно. Фильтр подключается к некоторому источнику с выходним сопротивлением Rи. К выходу фильтра подключается нагрузка Rн. При расчете фильтра обязательно должны быть согласованы входное и выходное сопротивления фильтра: Rвх=Rи, Rвых=Rн.