Современная электроника №8/2023

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 29 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2023 симого затухания фильтров с разными электрическими схемами по данным компании SpectrumControl [6] приведены на рис . 3. Самая низкая эффективность подавления ЭМП у С - фильтров , самая высокая – у Pi- фильтров . Основные пара - метрыфильтра нижних частот определя - ются величиной его электрической ёмко - сти . Чем больше величина ёмкости , тем ниже частота среза , ý же ширина поло - сы перехода и выше уровень вносимого затухания . В табл . 1 по даннымкомпании Syfer Technology Ltd. ( Англия ) [7] приведе - на частотная зависимость величинывно - симого затухания от ёмкости для филь - тров с C-, L-C- и Pi- схемами . На частотах более 1 ГГц увеличение ёмкости свыше 5000 пФ слабо влияет на величину вносимого затухания , но позво - ляет снизить частоту среза и уменьшить ширину полосы перехода . Однако при - менение фильтров с большой ёмкостью в цепях импульсных сигналов вызывает изменение формы выходных импульсов , а также их частотные ифазовые искаже - ния . Ёмкость фильтров для применения в цепях импульсов наносекундной дли - тельности должна составлять десятки пикофарад [8]. При выборе фильтра следует так - же учитывать номинальные значе - ния его напряжения и тока , сопро - тивление изоляции , определяющее токи утечки , конструктивные особен - ности , габаритные , установочные раз - меры и массу фильтра , вид покрытия металлических поверхностей , способ установки в устройство и допустимую температуру его нагрева при монтаже , а также условия эксплуатации . Для применения в современных гер - метизированных изделиях микроэлек - троники СВЧ повышенной надёжности обязательным условиемявляется герме - тичность проходных фильтров со скоро - стью натекания менее 1,3×10 –11 м 3 Па /c. Такой уровень герметичности имеют только фильтры , герметизированные металлостеклянным спаем . Герметич - ность проходныхфильтров , герметизиро - ванных любымкомпаундом , не регламен - тирована , и их применение в указанных изделиях СВЧ нежелательно [5]. Принцип действия и конструкция помехоподавляющих фильтров Принцип действия фильтров основан на отражении и частичном поглощении ЭМП в индуктивности и ёмкости . Для эффективного отражения необходимо , чтобы ёмкостное сопротивление филь - тра было минимальным , а значит , его электрическая ёмкость как можно боль - шей . В этом случае происходит « зако - рачивание на землю » высокочастотных составляющих напряжения , подаваемо - го на вход фильтра . Поглощение ЭМП в фильтре происходит за счёт магнит - ных потерь в индуктивности и диэлек - трических потерь в ёмкости . Все миниатюрные проходные филь - тры имеют коаксиальную конструкцию , основные элементы которой – проход - ной трубчатый ( обычный , многослой - ный ) или дисковый многослойный керамические конденсаторы и безвит - ковый дроссель в виде центрального проводника , окружённого трубкой из термостабильного феррита – рис . 4 [9]. Такая конструкция отличается стабиль - ностьювеличин ёмкостного ииндуктив - ного сопротивлений в широкой полосе частот . Электрическая ёмкость мини - атюрных трубчатых конденсаторов от 10 пФ до 0,1 мкФ . Многослойные диско - вые конденсаторы могут иметь ёмкость до 10 мкФ . Внешний вид трубчатых и дис - ковых конденсаторов и конструкция дис - кового конденсатора показанына рис . 5. Для изготовления конденсаторов используются керамические материа - лы на основе титанатов бария , кальция , стронция , а также окисла титана . В зару - бежных фильтрах применяют следующие группы керамических материалов [10]: ● COG/NPO с диэлектрической прони - цаемостью 10…150 и температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости менее ±30 ppm/° С (±30×10 –6 1/° С ) в диапазоне темпе - ратур от –55 до +125° С . Это высоко - стабильный диэлектрик на основе окисла TiO 2 , имеющий высокую до - Рис . 4. Фильтры с трубчатым ( а ) и дисковыми ( б ) конденсаторами Рис . 3. Частотные зависимости вносимого затухания фильтров с C, L-C, T и Pi – электрическими схемами Таблица 1. Частотная зависимость величины вносимого затухания от ёмкости для фильтров с C-, L-C- и Pi- схемами Ёмкость Величина вносимого затухания , дБ , на частоте : 10 МГц 100 МГц 1 ГГц 10 МГц 100 МГц 1 ГГц 10 МГц 100 МГц 1 ГГц С - фильтр L-C- фильтр Pi- фильтр 470 пФ 1 16 35 2 19 38 2 20 57 1 нФ 4 23 41 6 25 44 6 31 68 10 нФ 22 41 60 23 43 63 27 68 70 100 нФ 41 57 70 44 60 70 68 70 70 1 мкФ 61 70 70 61 70 70 70 70 70 а б