Как реализовать и настроить полосовой фильтр LC?

Один из способов точно настроить значение конденсатора — помнить, что два конденсатора, включенных параллельно, имеют эквивалентную емкость, равную сумме двух конденсаторов. Два последовательно включенных конденсатора имеют эффект, аналогичный двум параллельным резисторам.

Поскольку вы работаете с конденсаторами с однозначным числом пФ, второе правило, скорее всего, вам поможет. Например, 4,7 пФ последовательно с 220 пФ дают 4,6 пФ. 4,7 пФ последовательно со 100 пФ дает 4,49 пФ и т.д.

Так что, если вы можете позволить себе место для дополнительной части последовательно с каждым из ваших конденсаторов, вы можете сократить значения, выбрав добавленный последовательный конденсатор. Вы также можете сделать это в сочетании с предложением Майкла использовать регулируемый колпачок триммера, чтобы использовать триммер, который изменяется в большом диапазоне, чтобы произвести эффект точной настройки в вашей схеме.

Редактировать

Пара советов, о которых вы не спросили:

1. Прежде чем завершить этот проект, обязательно смоделируйте его с включенными частичными паразитами. Что касается конденсаторов, то Кемет и Мурата, например, очень хороши в создании паразитных моделей своих частей. Coilcraft также предлагает хорошие модели для семейства деталей, о котором вы упомянули.

   Небольшое паразитное сопротивление может действительно помочь вашей конструкции, расширив самые глубокие вырезы, что сделает производительность на целевой частоте менее чувствительной к вариациям деталей.

2. Если паразитное сопротивление не расширяет ваш вырез достаточно, чтобы избавить вас от проблем с чувствительностью, подумайте о намеренном добавлении для этой цели нескольких небольших последовательных резисторов.

3. Перед тем, как доработать конструкцию, обязательно проведите хотя бы некоторый анализ допусков. Для каждого конденсатора и катушки индуктивности выполните еще один запуск симуляции, отрегулировав его значение до максимума или минимума диапазона допуска, в зависимости от того, что, по вашему мнению, больше испортит схему. Если не знаешь, что хуже, попробуй оба.

   Если у вас есть доступ к инструменту, который его предоставляет, вы можете сообщить ему допуски для каждой детали, и он проведет анализ методом Монте-Карло , что означает сотни прогонов со значениями, которые каждый раз меняются случайным образом, чтобы вы могли увидеть статистическую изменчивость надреза. глубина, добротность и т.д.

4. Я собирался упомянуть, что для моделирования, которое вы сделали, чтобы получить точные результаты, вам необходимо смоделировать его с фактическим источником и эквивалентными сопротивлениями нагрузки, которые он увидит в реальной схеме, но я вижу, что вы уже это сделали. Для будущих читателей: не моделируйте фильтр в цепи 50 Ом и не ожидайте, что он будет иметь такую ​​же характеристику в приложении источника питания с нагрузкой 1 Ом.

   В этой строке я упомяну, что блоки питания хитры. Источник 1 Ом и нагрузка 10 Ом, которые вы смоделировали, вероятно, в лучшем случае являются WAG, особенно для 430 МГц, которые вас больше всего интересуют. Если сигнал, который вы хотите заблокировать, на самом деле является кондуктивным излучением, которое вы хотите предотвратить от платы , и он исходит от шума цифрового переключения, может быть более точным будет смоделировать его как источник тока с высоким импедансом, а не как источник с низким сопротивлением. источник напряжения импеданса, который вы использовали.

   Неопределенность в отношении импеданса источника и нагрузки, вероятно, будет более важным источником неточности в вашем моделировании, чем паразитные характеристики компоновки.

5. Тестирование этой схемы потребует некоторых размышлений. По той же причине вы не можете смоделировать фильтр в 50-омной системе и ожидать, что он будет работать так же в 10-омной системе, вы не можете протестировать его с 50-омным источником и нагрузкой и ожидать, что измерение отразит реальная производительность.

   Конечно, вы можете провести некоторые измерения отражения, чтобы уточнить свои предположения об импедансе источника и нагрузки (на плате с компонентами фильтра без начинки). И, возможно, можно провести некоторые тщательные математические расчеты и преобразовать результаты 50-омного теста, чтобы получить производительность в реальной системе.

   В качестве альтернативы, на стороне нагрузки, зондирование с помощью зонда осциллографа с низкой емкостью (если он имеет достаточную полосу пропускания), вероятно, даст вам более точное представление, чем подключение через коаксиальные соединения 50 Ом, подразумеваемые вашей схемой. Не то чтобы нарисованный вами след коаксиального разъема не мог бы стать разумной тестовой точкой, если вы просто оставите разъемы незаполненными.

Я предполагаю, что эта схема предназначена для производственного цикла из более чем 5 единиц (и это могут быть 100, 1000 или более), потому что для единичного экземпляра вы, вероятно, могли бы просто припаять его. пустую плакированную плату и настраивать ее до тех пор, пока она не заработает, и сэкономить время и средства на изготовление печатной платы.

Очень распространенным методом точной настройки фильтра является использование компонента, называемого подстроечным конденсатором. Их лучше всего использовать параллельно с существующим конденсатором в вашей цепи. Диапазон подстроечного резистора выбирается таким образом, чтобы параллельная общая емкость подстроечного резистора плюс фиксированный конденсатор давали правильную общую сумму.

Вот типичный поверхностный триммер.

Mouser предлагает такой же, как и выше , в качестве переменной от ~2 пФ до ~6 пФ за 1,33 доллара США.

Решение для базовой радиочастотной фильтрации сигнальных линий и шин питания, где задействованы высокие частоты, заключается в использовании компонентов типа ферритовых шариков. Поместите их последовательно с вашими сигнальными путями и силовыми соединениями. Есть много источников для них, но одним производителем, которым я пользуюсь все время, является Murata. Многие детали можно найти на веб-сайте Mouser ( http://www.mouser.com ), если поискать в разделе «ЭМС-фильтры». Как правило, они имеют низкий импеданс на постоянном токе со значительным увеличением импеданса на высоких частотах. Соблюдайте осторожность при выборе компонента, который рассчитан на уровень тока выше величины тока, который, как вы ожидаете, будет проходить через деталь.

Например, вот деталь размера 0805, рассчитанная на 200 мА и имеющая сопротивление постоянному току 0,6 Ом. На радиочастотах импеданс достигает 2,2 кОм.

http://www.mouser.com/ProductDetail/Murata/BLM21BD222TH1D/?qs=sGAEpiMZZMtoiMfofRG0Ledi9m9QXz4zE7J1sKlCQ08%3d

В техническом паспорте кривая импеданса/частоты для этого семейства компонентов представлена ​​следующим образом: