Записки программиста

Фильтрами Баттерворта или Чебышева в наши дни никого не удивишь. Но есть и менее известные эллиптические фильтры, они же фильтры Золотарева-Кауэра. Давайте же разберемся, чем эллиптические фильтры так примечательны.

В качестве эксперимента было решено рассчитать ФНЧ для телеграфного трансивера на все КВ диапазоны. Для этого был использован калькулятор на сайте rf-tools.com. UPD: Калькулятор переехал на markimicrowave.com.

Были получены такие ФНЧ:

Емкость — в пикофарадах. Катушки индуктивности мотались на кольцах T50-6 проволокой диаметром 0.6 мм. На схеме показано число витков. Их можно перевести в микрогенри по формуле 4*pow(N_turns, 2)/1000. Обладая этой информацией, фильтры можно пересчитать и для других колец.

Все фильтры получились с первого раза и не требовали настройки. Вот типичная АЧХ на примере фильтра на 30/40 метров:

Неровная АЧХ в полосе подавления с глубокими провалами — это характерная черта эллиптических фильтров. На первый взгляд, это нежелательное свойство. Ведь в полосе подавления фильтр должен подавлять, и чем сильнее, тем лучше. Но на самом деле обычно от ФНЧ мы хотим, чтобы подавление было не хуже чем сколько-то. А что АЧХ в полосе подавления неровная — это никого не беспокоит.

Все четыре фильтра были протестированы с QRP усилителем на BS170 и IRF510. В худшем случае на интервале 0-150 МГц гармоники оказались подавлены на 43.2 dB. Это для 10-и метров. Типично же гармоники давятся на 50+ dB.

Ослабление требований к форме АЧХ в полосе подавления позволяет добиться быстрого перехода между полосой пропускания и полосой подавления. В фильтре на 40/30 метров уже на 14 МГц имеем подавление 40+ dB. Сделать такой же фильтр Чебышева невозможно. Его подавление на 14 МГц составит 20-25 dB.

В многодиапазонном трансивере эллиптические фильтры позволяют обойтись меньшим количеством ФНЧ. А это означает меньшую стоимость устройства и большую компактность. В трансивере на один или два несоседних диапазона эллиптические фильтры не дают преимуществ. Их не стоит использовать в таких проектах, ведь фильтры Чебышева дадут лучшее подавление гармоник.

Дополнение: Фильтры нашли применение в трансиверах HBR/MK2 и AYN/4B.

Метки: Электроника.