Современная электроника №8/2023

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 Миниатюрные помехоподавляющие фильтры СВЧ - диапазона частот Рис . 1. Электрические схемы фильтров нижних частот а ) С - фильтр , б ) L-C- фильтр , в ) C-L- фильтр , г ) Pi- фильтр , д ) T- фильтр Рассмотрены электрические схемы , конструкция и принцип действия миниатюрных проходных керамических фильтров для подавления электромагнитных помех в устройствах СВЧ - диапазона частот . Проанализированы керамические материалы , применяемые для изготовления конденсаторов фильтров . Приведены основные типы зарубежных фильтров и их основные характеристики . Подробно рассмотрены параметры отечественных фильтров и особенности их конструкции . Показана необходимость создания герметичных миниатюрных фильтров для современных СВЧ - устройств . Кива Джуринский Введение Эффективная фильтрация электро - магнитных помех ( ЭМП ) необходима практически для каждого современно - го электронного устройства , особенно , когда они используют сигналы малой мощности . Точная передача сигна - лов без искажений и потерь требует - ся для многих военных и медицинских систем , контрольно - измерительной аппаратуры и других приложений . Общепризнано , что основным сред - ством подавления ЭМП и развязыва - ния по высокой частоте источников питания и нагрузки является фильтр нижних частот , который пропускает низкочастотный сигнал и блокиру - ет нежелательные высокочастотные помехи [1–5]. Различают две большие группы мини - атюрных помехоподавляющих филь - тров : проходные , монтируемые в кор - пуса изделий , и для поверхностного монтажа на печатные платы . Миниа - тюрными принято считать фильтры с диаметром корпуса менее 6 мм [5]. В данной статье рассмотрены миниа - тюрные фильтры первой группы . Филь - тры второй группы , а также большие проходные фильтры для высоких напря - жений и токов рассмотрены в работе [5]. Электрические схемы фильтров Электрические схемы однозвенных фильтров нижних частот приведены на рис . 1 [1]. С - фильтр ( рис . 1 а ) – проходной кон - денсатор с тремя выводами , включаемый между источникомпомехи и нагрузкой . При большой ёмкости конденсаторшун - тирует переменную составляющую тока , и она не попадает в нагрузку , в которую поступает постоянный ток . L-C- фильтр ( рис . 1 б ) содержит один индуктивный и один ёмкостный элемен - ты . Возможны два варианта включения L- и С - элементов ( рис . 1 б и 1 в ) в зави - симости от величины входных и выход - ных импедансов источника питания и нагрузки во всём диапазоне рабочих частот . L С - фильтры применяют в слу - чае низкого импеданса источника пита - ния и высокого импеданса нагрузки . Pi- фильтр ( рис . 1 г ) содержит два ёмкостных и один индуктивный эле - менты . Наличие второго конденсато - ра значительно улучшает параметры подавления ЭМП . Фильтры с такой электрической схемой целесообраз - но применять при низких значениях импеданса источника и нагрузки . Т - фильтр ( рис . 1 д ) состоит из двух индуктивных и одного ёмкостного эле - ментов . Этот фильтр применяют в слу - чае высоких значений импеданса входа и выхода , например , в цепях коммутации . Основные параметры фильтра нижних частот Помехоподавляющий фильтр ниж - них частот представляет собой линей - ный четырёхполюсник , предназначен - ный для частотной селекции сигналов . Фильтр выделяет из сложного электро - магнитного колебания , подаваемого на его вход , частотные составляющие , рас - положенные в полосе пропускания , и подавляет частотные составляющие в полосе задержания – рис . 2 [1]. Основные показатели эффективно - сти фильтра – частота среза (f ср ), на которой величина вносимого затуха - ния равна 3 дБ , вносимое затухание в заданном диапазоне частот и шири - на полосы перехода . Эффективность действия помехоподавляющих филь - тров оценивают величиной вносимо - го затухания α в децибелах для сигна - ла помех : α ( дБ ) = 20lg(U 1/ U 2 ), где U 1 и U 2 – напряжения на нагрузке без филь - тра и с фильтром . Чембольше величина вносимого зату - хания и чем ý же полоса перехода , тем выше эффективность подавления ЭМП - фильтром . Частотные зависимости вно - Рис . 2. Частотная характеристика фильтра нижних частот . I – полоса пропускания ; II – полоса перехода ; III – полоса задержания , f ср – частота среза а г д б в