Ohne einen Filter im HF-Frontend wird die Empfangsleistung erheblich reduziert. Wie groß ist der Verlust? Im Allgemeinen halbiert sich die Reichweite selbst mit guten Antennen. Außerdem verschlechtert sich der Empfang mit zunehmender Antennenhöhe! Warum? Weil der Himmel heutzutage mit vielen Signalen übersät ist, die die Empfangsröhre blockieren. Da der Frontend-Filter so wichtig ist, wie realisiert man ihn? Ein erfahrener Experte der HF-Branche erklärt es Ihnen! Die Implementierung eines Frontend-Filters für das 435-MHz-Band ist jedoch nicht ganz einfach. Beginnen wir mit der Analyse.
Dies ist ein Satz von Chebyshev-Bandpassfiltern mit kondensatorbasierter Kopplung und einer Mittenfrequenz von 435 MHz. Aufgrund der Verwendung handelsüblicher Chip-Induktivitäten (mit einem Q-Faktor von bis zu 70) ist die Einfügungsdämpfung extrem hoch und erreicht -11 dB. Die andere Kurve stellt die Reflexion dar (die in stehende Wellen umgewandelt werden kann). Daher wird die Empfindlichkeit des Empfängers stark beeinträchtigt, da diese direkt mit dem Rauschmaß der ersten Verstärkungsstufe zusammenhängt. Selbst bei guter Technologie, beispielsweise einem Rauschmaß der Verstärkung von 0,5, verschlechtert die Einfügungsdämpfung des vorgeschalteten Filters das Rauschmaß um 11 dB. Daher ist der Einsatz solcher Filter selten. Betrachten Sie dieses Bild noch einmal:
Unter Beibehaltung der übrigen Parameter wird die Induktivität durch eine verbesserte Hohlspule ersetzt. Obwohl das Volumen dadurch größer wird, sinkt die Einfügungsdämpfung auf etwa -5 dB, was grundsätzlich brauchbar ist. Die Herstellung gestaltet sich jedoch weiterhin schwierig. Der Grund: Die Kopplungskapazität beträgt nur 0,2 pF, und Kondensatoren dieser Größe sind schwer zu beschaffen. Daher kann man den Kondensator nur auf die Leiterplatte aufbringen, was die Realisierung erschwert. Selbst die 12-nH-Induktivität lässt sich nicht optimal wickeln; sie muss hohl und verdrillt sein, was ohne ausreichende Erfahrung schwierig zu meistern ist. Die Induktivität ist immer noch etwas hoch, und die Parameter der Kondensatoren reagieren sehr empfindlich; bereits geringfügige Änderungen beeinträchtigen die Leistung. Was wäre also, wenn man den Q-Faktor der Induktivität weiter erhöhen und gleichzeitig die Kopplungskapazität weiter reduzieren könnte? Dadurch würde sich die Bandbreite etwas verringern. Die Situation sähe dann wie folgt aus:
Der Induktivitätswert Q dieser Figur steigt sprunghaft auf 1600 an, und auch die Induktivität nimmt zu. Der Graph wird dadurch sehr ansprechend. Dieser Filter gewährleistet die Selektivität und Empfindlichkeit des Empfängers sowie weitere Indikatoren. Wird der Energieverbrauch nicht berücksichtigt, kann er direkt auf der Rückseite eines ICs platziert werden, wodurch sich der Abstand deutlich vergrößert. Die Leistung ist besser, allerdings ist der Mikrostreifenfilter zu groß.
Praktisches Spiralfilterdesign: Da immer weniger Entwickler in China Spiralfilter entwickeln, lässt sich die Software optimal integrieren. Die vorherige Abbildung zeigt den tatsächlichen Spiralfilter für 435-MHz-Mobilgeräte. Für bessere Filter ist eine präzisere Fertigung erforderlich; wir entwickeln daher hochwertige 2- und 4-Kammer-Filter für dieses Testgerät.
Veröffentlichungsdatum: 17. Juli 2024