С'беспечивался резоиаис на иормироваииой частоте с|)/<оо= 1,02, на которой эначеине 1га Yt/Ga (см. рис. .16.04.56) приблизительно равно нулю. Предварительные оцении показаля, что если нормированная волновая проводимость шлейфа равна Ув/ОА = 3.8502, то крутизна характеристики реактивной проводимости компенсирующей цепи будет достаточной. На рис. 16.04.6 приведена характеристика

и

Рис. 16.40.6. Зависимость Im YtnJGa от частоты для мультиплексера на гребенчатых фильтрах. Пунктирной линией показаны отрицательные значении, сплошной -

нормированной реактивной проводимости 1t.x-/Ga (см. рис. 16.04.1 а), получившейся после подключения цепи, компенсирующей реактивную проводимость. Заметим, что хотя реактивная про-води.иость Im Kr.v и не была устранена полностью, все же она значительно у.меньшилась.

Учиты1!ая, что Re Утж/Ол = Re Ут/Ол, графики на рис. 16.04.5 п и 16.04.6 дают представление также об общей входной проводимости Ут.у схемы с подключенной компенсирующей цепью. Если в рабочем диапазоне общая проводимость Уг.х- приблизительно постоянна, чисто активна и вместе с проводимостью Св (см. рис. 16.04.1а) образует о.мическнй делитель напряжения, то напряжение на зажимах А-А' не будет зависеть от частоты. При этом характеристики фильтров должны быть точно такими же, как если бы фильтры возбуждались генераторами с нулевыми сопротяв-леняями (исходя яз такого предположения, они и рассчитывались). Однако, поскольку в действительности проводимость Уг1у только приблизительно равна постоинной и чисто активной величине, .характеристики всегда несколько отличаются от этого идеального случая.

Активная проводимость возбуждающего генератора Св при расчете опытного мультиплексера была задана в виде нормированной величины С],/Сл=1,15, что соответствует равенству активной проводимости генератора среднему значению пульсаций характеристики проводимостя на ряс. 16.04.5а.

Рис. 16.04.7. Вычисленные характеристики затухания наналов мультиплексера на гребенчатых фильтрах в обычном (а) и увеличенном (б) масштабах

На рис. 16.04.7 а приведена расчетная характеристика мультиплексера, а на рис. 16.04.76 - она же в увеличенном масштабе, чтобы лучше представить работу устройства в полосе пропускания. Заметим, что характеристики затухания пересекаются примерно на уровне 3 дб, и хотя фяльтры рассчитывались на вели-- 393 -

чину чебышевских пульсаций 1 дб при идеальном условии возбуждения генератором с нулевым сопротивлением, затухание в полосе пропускания собранного мультиплексера оказалось гораздо меньше указанной величины.

Это в значительной степени вызвано тем, что добавление активной проводимости генератора Ов приводит к сглаживанию йульсаций Re У™. Кроме того, при выборе величины проводимости Gb, равной среднему значению Re Ущ в рабочем диапазоне, также уменьшается рассогласование.

Некоторые особенности расчета. В приведенном выше примере были установлены принципы рассматриваемой методики расчета мультиплексера. Ниже мы вновь проанализируем некоторые положения с целью уточнения особенностей расчета.

При расчете полоснопропускающих фильтров на основе прототипов, натруженных с одной стороны, типа, показанного иа рис 16.04.2 а, значения элементов этих прототипов до, gu ... gn, gn+i .можно получить из таблиц § 4.06. Заметим, что в этом случае g +i= оо, что соответствует бесконечному значению внутренней активной проводимости генератора напряжения с нулевым сопротивлением (иля для дуальной схемы -сопротивления генератора тока с бесконечным внутренним сопротивлением). В реальном муль-типлексере фильтры возбуждаются генератором с конечным внут-реииим сопротивлением, так что в расчете нужно заменить величину gn+i = cc на параметр g .j (см, рис. 16.04.2 б, в). Как указывалось ранее, этот параметр (или его обратная величина) является параметром прототипа, соответствующим активной проводимости Gb (или активному опротивлению Rb для дуального случая соединения фильтров по последовательной схеме) нагрузки, применяемой ,в общем соединении мультиплексера.

Полоснопропускающие фильтры мультиплексеров можно рассчитать по методам, описанным в гл. 8 и 10, используя любой из приведенных там типов фильтров. Так, например, если бы потребовался фильтр на сосредоточенных элементах, то его можно было бы рассчитать непосредственно яз прототипа, представленного на рис. 16.04.2 а, с помощью метода преобразования, приведенного в подписи к рис. 8.02.3. В результате расчета должен получиться фильтр типа, изображенного на рис. 16.04.8. Заметим, что ои

Рис. 16.04.8. Схема полосиопропускающего фильтра иа сосредоточенных элементах для одного иэ каналов

начинается с последовательного резонатора, а это приводит к тому, что входная проводимость Уц будет мала в полосе запирания. Такое условие я;вляется необходимым для фильтра, используемого в мультиплексере ио параллельной схеме. Дуальный вариант фильтра с параллельным резонатором иа входе применяется в мультиплексере по последовательной схеме. При использовании фильтров типа, представленного иа рис. 8.02.5 или 8.02.6, у которых резонаторы связаны с помощью /- илн С^инверторов (см. §§ 4.12, 8.02 и 8.03), необходимо, чтобы к общему соединению мультиплексера примыкали /-инверторы (см. рис. 8.03.2), при параллельном соединении фильтров или i(-HHBepTopH (см рис. 8.03.1) - пр.и последовательном их соединении.

Большинство расчетных данных, приведенных в гл. 8 и 10, применяется непосредственно к расчету мультиплексеровбезкаких-ли-бо изменений (по крайней мере, для случая, когда все нагрузки мультиплексера одинаковы). Некоторое исключение составляют расчетные ф-лы (8.09.1) -(8.09.8) и (8.13Л)(8.13Л0), а также ф-лы (10.02.6) -(10.02.13) и (1О06.4)-(10.06.16). Соответствующие этим данным структуры включают в себя специальные оконечные согласующие звенья, которые трансформируют характеристику входной проводимости У (или сопротивления Zh) подобно отрезку передающей линии. Это приводит к тому, что требуемая фор.ма характеристики вещественной части входной проводимости (или сопротивления) не достигается. Возникшую трудность можно разрешить, заменив согласующее звено на конце фильтра, которое должно быть подключено к общему соединению мультиплексера, .инвертором на полусосредоточенных элементах. Именно такой прием и осуществлен для счучая гребенчатого фяльтра, Показанного на рнс. 16.04.3, где справа изображена используемая в качестве инвертора высокоомная .тиния из тонкой проволоки. Ниже мы еще вернемся к этому вопросу.

После того как определены .параметры прототипа нижних частот, уже невозможно выбрать произвольным образом отношение нагрузок GaIGb, есля должны использоваться фильтры на сосредоточенных элементах типа, приведенного яа рис. 16.04.8. Кроме того, то, что отношение Ga/Gb для данного случая не равио единице, также может представлять некоторые неудобства. Однако для расчетов с инверторами (как в обобщенных примерах, представленных на рис. 8.02.5 и 8.02.6) нагрузки могут быть выбраны нроиз.вольно, а /- или C-инвepтopы обеспечат требуемое преобразование сопротивлений. Так, например, при использовании расчетных соотношений (8.02.17) - (8.02.24) нагрузки Ga, Gb и параметры крутизны резонаторов bj можио выбрать проязяольно, при этом автоматически будут выполнены условия согласования соп-ротивлеиий, определяемые данным выбором параметров прототипа go, gz, .... gn и g;,.

Определение ширины полосы для обеспечения требуемой точки пересечения характеристик. При проектировании мультиплексеров - 395 -

рассматриваемого типа обычно требуется получить пересечение характеристик смежных .фильтров на уровне 3 дб. Для обеспечения этого требования нужно очень тщательно выбрать щиряну лолосы каждого фильтра. С шомощью ф-л (4.03.4) и 1(4.03.5) можно найти явное выражение для величины Re Y\ как функция от и' Применительно к прототипу, нагруженному с одной стороны. Тогда для п-четного имеем

= cti

antilg

- 1;

(16.04.2)

(16.04.3)

I-ar ~ величина чебыщевских пульсаций фильтра-прОтотипа, дб: Ro - нагрузка, показанная на рис. 16.04.2 а. Re У^ и ю J - показаны на рис. 16.04.2 б. е.

Выбрав произведение RReY=0,5, что приблизительно соответствует точке 3 дб, можно получять значение нормированной частоты , соответствующей этой точке. Далее с помощью частотного преобразования, для выбранного типа фильтра, находят требуемую щирину лолосы. Пусть, например, требуется получить пересечение характеристик на частотах fa и fb>fa, а соответствующее частотное преобразование имеет вид

; fc г

где t и + 1ь

Тогда требуемая ширина полосы равна

(16.04.4)

(16.04.5)

где нормированная частота ш7со определена для искомой точки 3 36 с помощью ф-лы (16.04.2) при условии, что п - четное. Если я - нечетное, то ф-ла (16.04.2) принимает вид

= ch

(16.04.6)

Осуществление связи с общим соединением мультиплексера. Существует несколько способов связн фильтров с общим соединением мультиплексера. В приведенном в данном параграфе примере мультиплексера с гребенчатыми фильтрами предполагалось, что фильтры связаны с общим соединением при помощи последовательных индуктивностей, образованных иэ высокоомиой линии. - 3% -

На рнс. 16.04.9 псжазаны такая линия и ее эквивалентная схема для случая, когда эта линия служит /-инвертором. Расчетные выражения для гребенчатого фильтра, приведенные в §§ 8ЛЗ а 8.14, были видоизменены.

Рис. 16.04.9. Испмьэование высокоомиой линии (а) в качестве /-инвертора {б).

-Kscsc

V и,

tg-5--csce

чтобы использовать указанный инвертор на одном конце фильтра. Прн реализации схемы, приведенной на рис. 16.04.9, проводимость В с одной стороны инвертора учитывается в резонаторе л, а с другой - в компенсирующей цепи. В данном случае применялась связь с помощью высокоомиой линии, потому что она обеопечивает удобное подключение фильтров к общему соединению (помогает избежать тесноты при соединении фильтров с общим входом). Длина линии должна быть небольшой во избежание нежелательных резонасных явлений, но диаметр - не настолько малым, чтобы заметно увеличивались потери. Поэтому в некоторых случаях при уэкополосных каналах предпочтятельиее применять емкостные связи, осуществляя приближенную реализацию инверторов типа, приведенного иа рис. 8.03.26.

Ниже дается сводка формул, используемых при расчете фильтров, подобных рассмотреииым в примере.

расчетные формулы для гребенчатых фильтров

с высокоомиой проволочной линией связи на одном конце

(см. рис. 16.04.3)

Выбираем фильтр-прототип нижних частот я значения (г.4 = Ул.

Ои=Уи,Ь|/Ул.....Ь„/Ул, воив,.

- Нормированные взаимные емкости на единицу длины:

376,7

376,7 01

ч>\ g ei

(Ь1/Уа){<,+,1Уа) Slg,--!-, (1 = 1, 2, - ., и-1) Нормированная проводимость высокоомиой линии связи

(16.04.7)

tge . (16.04.8

(Ьп1Уа)(Ув1Уа<)

Sine,.

(16.04.9)