Аннотация
В данной работе приводится описание методики оценки селективных свойств баттервортовских, чебышевских и эллиптических фильтров на основе предложенного интегрального критерия в виде средней крутизны ската амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Разработанная методика расчета средней крутизны ската АЧХ полиномиальных фильтров предназначена для использования в компьютерных системах автоматизированного проектирования высокочастотных фильтров для радиотехнических систем и устройств различного назначения, выполненных в сосредоточенном и распределенном элементном базисе. Средняя крутизна ската АЧХ представляет собой функционал, который определяется с помощью аналитических выражений или процедур численного дифференцирования и интегрирования. Для математического описания АЧХ фильтров произвольного порядка использованы полиномы Баттерворта и Чебышева, что дает возможность на первоначальном этапе определения требуемого порядка фильтра отказаться от нахождения номинальных значений параметров реактивных элементов. В работе приведены расчетные соотношения, позволяющие провести конкретное количественное сравнение селективных свойств баттервортовских, чебышевских и эллиптических полосовых фильтров вблизи полосы пропускания. Установлено, что в полосе частот заграждения текущее значение крутизны ската АЧХ асимптотически стремится к постоянной величине. Это позволило оценить потенциальные возможности по селективности различных видов полиномиальных фильтров. Актуальность сформулированного интегрального критерия для оценки селективных свойств и методики его расчета обусловлена необходимостью использования в компьютерных интерактивных системах синтеза высокочастотных фильтров аналитических и численных методов вместо графических и табличных методов, применявшихся ранее.
Ключевые слова: полиномиальный фильтр, эллиптический фильтр, фильтр-прототип, селективность, амплитудно-частотная характеристика, крутизна ската амплитудно-частотной характеристики, численное интегрирование, полоса пропускания, полоса заграждения, коэффициент передачи
Список литературы
1. Ханзел Г.Е. Справочник по расчету фильтров [США, 1969] / пер. с англ. В.А. Старостина; под ред. А.Е. Знаменского. – М.: Сов. радио, 1974. – 288 с.
2. Алексеев Л.В., Знаменский А.Е., Лоткова Е.Д. Электрические фильтры метрового и дециметрового диапазонов. – М.: Связь, 1976. – 286 с.
3. Разинкин В.П., Хрусталев В.А., Матвеев С.Ю. Широкополосные управляемые СВЧ устройства высокого уровня мощности: монография. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 316 с. – (Серия «Монография НГТУ»).
4. Абросимов А.А., Разинкин В.П. Эллиптические фильтры на сосредоточенных элементах // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2012. – № 2, ч. 2. – С. 29–31.
5. Пат. 2414024 Российская Федерация, МПК8 H 01 P 1/00. Узкополосный фильтр / В.П. Разинкин, В.Н. Удалов, Д.С. Матвеев; патентообладатель ГОУ ВПО «Новосиб. гос. техн. ун-т». – № 2009115096/07; заявл. 20.04.2009; опубл. 10.03.2011, Бюл. № 7. – 9 с.
6. Разинкин В.П., Абросимов А.А. Основы цифровой аудио- и видеотехники. Ч. 2: учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – 84 с.
7. Разинкин В.П., Абросимов А.А. Полосовые фильтры с эллиптическими характеристиками // Научный вестник НГТУ. – 2012. – № 1 (46). – С. 149–156.
8. Разинкин В.П., Абросимов А.А., Мехтиев А.Д. Анализ переходных процессов в нестационарных частотно-избирательных цепях // Научный вестник НГТУ. – 2012. – № 2 (47). – С. 115–120.
9. Разинкин В.П., Хрусталев В.А., Матвеев С.Ю. Широкополосные управляемые СВЧ устройства высокого уровня мощности. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 310 с. – (серия «Монография НГТУ»).
10. Пат. 2185693 Российская Федерация, МПК8 H 01 P 1/20, H 01 P 7/00. Узкополосный СВЧ фильтр / С.Ю. Матвеев, В.П. Разинкин; патентообладатель Новосиб. гос. техн. ун-т. – № 2000111942/09; заявл. 11.05.2000; опубл. 20.07.2002, Бюл. № 20.
11. Razinkin V.P., Abrosimov A.A. Phase-Shift Keyng Device // International Siberian Workshops on Electron Devices and Materials EDM 2011: Proc. of the 10th Annu. Intern. conf., Erlagol, Altai, Russia, 2011. – Novosibirsk: NSTU Publ., 2011. – P. 186–188.
