ระลอกคลื่นในตัวกรอง RF คืออะไร?

ในขอบเขตของเทคโนโลยีคลื่นวิทยุ (RF) ตัวกรอง RF มีบทบาทสำคัญในการสร้างและควบคุมการไหลของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า แนวคิดที่สำคัญอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับตัวกรอง RF คือ "ระลอกคลื่น" ในฐานะซัพพลายเออร์ตัวกรอง RF ฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับระลอกคลื่นอะไรและความสำคัญในประสิทธิภาพของตัวกรอง RF ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปในรายละเอียดของระลอกคลื่นในตัวกรอง RF อธิบายคำจำกัดความสาเหตุผลกระทบและวิธีการส่งผลกระทบต่อการทำงานโดยรวมของระบบ RF

คำจำกัดความของระลอกคลื่นในตัวกรอง RF

ระลอกคลื่นในตัวกรอง RF หมายถึงการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือความผันผวนในแอมพลิจูดของการตอบสนองความถี่ของตัวกรองภายใน passband passband เป็นช่วงของความถี่ที่ตัวกรองได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ผ่านการลดทอนน้อยที่สุด เป็นการดีที่ตัวกรอง RF จะมีการตอบสนองความถี่แบนอย่างสมบูรณ์ภายใน passband ซึ่งหมายความว่าความถี่ทั้งหมดในช่วงนี้จะถูกส่งผ่านด้วยกำไรหรือการลดทอนเดียวกัน อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงมันเป็นสิ่งที่ท้าทายที่จะได้รับการตอบสนองที่สมบูรณ์แบบเช่นนี้และมีการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ในแอมพลิจูดของสัญญาณเมื่อผ่านตัวกรอง

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้วัดในเดซิเบล (db) และโดยทั่วไปจะระบุว่าเป็นยอดสูงสุด - ถึง - ระลอกคลื่นสูงสุด ตัวอย่างเช่นหากตัวกรองมีระลอก passband 0.5 dB หมายความว่าแอมพลิจูดของสัญญาณภายใน passband อาจแตกต่างกันไปถึง 0.5 เดซิเบลจากค่าเฉลี่ยหรือค่าเล็กน้อย

สาเหตุของระลอกคลื่นในตัวกรอง RF

มีหลายปัจจัยที่อาจทำให้เกิดระลอกคลื่นในตัวกรอง RF:

ความคลาดเคลื่อนของส่วนประกอบ

ตัวกรอง RF ประกอบด้วยส่วนประกอบแบบพาสซีฟต่างๆเช่นตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน ส่วนประกอบเหล่านี้มีความอดทนโดยธรรมชาติในค่าของพวกเขา ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุอาจมีค่าตัวเก็บประจุที่ระบุไว้ที่ 10 pf แต่ในความเป็นจริงค่าที่แท้จริงของมันอาจจะอยู่ที่ใดก็ได้ในช่วงความคลาดเคลื่อนที่แน่นอนพูด± 5% การเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ เหล่านี้ในค่าส่วนประกอบสามารถนำไปสู่ความแตกต่างในการตอบสนองความถี่ของตัวกรองส่งผลให้ระลอกคลื่น

ผลกระทบจากกาฝาก

ส่วนประกอบในตัวกรอง RF ยังแสดงผลของกาฝาก ตัวเหนี่ยวนำอาจมีความจุกาฝากและตัวเก็บประจุอาจมีการเหนี่ยวนำกาฝาก องค์ประกอบของกาฝากเหล่านี้สามารถโต้ตอบกับวงจรตัวกรองที่ต้องการและทำให้เกิดการเบี่ยงเบนจากการตอบสนองความถี่ในอุดมคติซึ่งมีส่วนทำให้ระลอกคลื่น

ความซับซ้อนในการออกแบบตัวกรอง

การออกแบบตัวกรอง RF เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการค้าระหว่างพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ทอพอโลยีตัวกรองบางอย่างเช่นตัวกรอง Chebyshev ได้รับการออกแบบให้มีการหมุนชัน - ปิดที่ขอบของ passband แต่มีค่าใช้จ่ายในการเพิ่มขึ้นของระลอกคลื่นภายใน passband ในทางตรงกันข้ามตัวกรองบัตเตอร์เวิร์ ธ เป็นที่รู้จักสำหรับการตอบสนอง passband แบนที่สุด แต่มีการหมุนอย่างค่อยเป็นค่อยไปมากขึ้น ทางเลือกของโทโพโลยีตัวกรองและวิธีการออกแบบสามารถมีผลต่อปริมาณของระลอกคลื่นอย่างมีนัยสำคัญ

ผลของระลอกคลื่นต่อประสิทธิภาพการกรอง RF

การปรากฏตัวของระลอกคลื่นในตัวกรอง RF สามารถมีผลกระทบหลายอย่างต่อประสิทธิภาพการทำงาน:

การบิดเบือนสัญญาณ

ระลอกคลื่นสามารถทำให้เกิดการบิดเบือนของสัญญาณผ่านตัวกรอง เนื่องจากความถี่ที่แตกต่างกันภายใน passband ได้รับผลกระทบแตกต่างกันในแง่ของแอมพลิจูดแอมพลิจูดสัมพัทธ์ของส่วนประกอบความถี่ของสัญญาณที่ซับซ้อนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การบิดเบือนของรูปคลื่นของสัญญาณซึ่งอาจไม่สามารถยอมรับได้ในแอปพลิเคชันที่ความคงทนของสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญเช่นในการส่งสัญญาณเสียงหรือวิดีโอที่มีคุณภาพสูง

ความจุของช่องสัญญาณ

ในระบบการสื่อสาร Ripple สามารถจำกัดความจุของช่อง หากระลอกมีขนาดใหญ่เกินไปอาจทำให้ยากที่จะแยกแยะระหว่างช่องความถี่ที่แตกต่างกันภายใน passband สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การรบกวนระหว่างช่องทางที่อยู่ติดกันและลดความสามารถโดยรวมของระบบการสื่อสาร

ความไวของระบบ

ระลอกคลื่นยังสามารถส่งผลกระทบต่อความไวของระบบ RF ตัวอย่างเช่นในตัวรับสัญญาณหากตัวกรองมีระลอกคลื่นอย่างมีนัยสำคัญสัญญาณที่ได้รับอาจมีระดับการลดทอนที่แตกต่างกันภายใน passband สิ่งนี้สามารถทำให้ยากต่อการตรวจจับสัญญาณที่อ่อนแอลดความไวของระบบ

ระลอกคลื่นในตัวกรอง RF ประเภทต่างๆ

ลองมาดูกันว่าระลอกคลื่นในตัวกรอง RF ประเภทต่าง ๆ :

วงดนตรี - ผ่านฟิลเตอร์

ตัวกรอง RF Band Passได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ช่วงความถี่เฉพาะผ่านในขณะที่ลดทอนความถี่นอกช่วงนี้ ระลอกคลื่นในตัวกรองวงดนตรีสามารถส่งผลกระทบต่อคุณภาพของสัญญาณภายใน passband สำหรับแอพพลิเคชั่นเช่นการสื่อสารไร้สายที่มีหลายช่องทางอยู่ภายใน passband ระลอกคลื่นที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่การรบกวนระหว่างช่องทาง

ตัวกรอง SMA RF

ตัวกรอง SMA RFเป็นประเภทของตัวกรอง RF ที่ใช้ตัวเชื่อมต่อ SMA ซึ่งใช้กันทั่วไปในแอปพลิเคชันความถี่สูง ระลอกคลื่นในตัวกรอง SMA RF มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากตัวกรองเหล่านี้มักจะใช้ในระบบที่ต้องกรองสัญญาณความถี่สูงอย่างถูกต้อง ระลอกคลื่นใด ๆ อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบโดยรวม

ตัวกรอง bandstop

ตัวกรอง Bandstop RFได้รับการออกแบบมาเพื่อปฏิเสธช่วงความถี่เฉพาะในขณะที่อนุญาตให้ความถี่นอกช่วงนี้ผ่าน ระลอกคลื่นในตัวกรอง bandstop สามารถส่งผลกระทบต่อลักษณะการปฏิเสธของตัวกรอง หากมีระลอกคลื่นอย่างมีนัยสำคัญภายในแถบหยุดหมายความว่าตัวกรองอาจไม่สามารถปฏิเสธความถี่ทั้งหมดภายในแถบหยุดที่ตั้งใจได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งนำไปสู่การรั่วไหลของสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์

การควบคุมระลอกคลื่นในตัวกรอง RF

ในฐานะซัพพลายเออร์ตัวกรอง RF เราใช้เทคนิคต่าง ๆ ในการควบคุมและลดระลอกในตัวกรองของเรา:

การเลือกองค์ประกอบที่แม่นยำ

เราเลือกส่วนประกอบอย่างระมัดระวังด้วยความคลาดเคลื่อนอย่างแน่นหนาเพื่อลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบในการตอบสนองความถี่ของตัวกรอง ด้วยการใช้ส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูงเราสามารถบรรลุประสิทธิภาพตัวกรองที่มีความเสถียรและสอดคล้องกันมากขึ้นโดยมีระลอกคลื่นน้อยลง

เทคนิคการออกแบบขั้นสูง

วิศวกรของเราใช้เทคนิคการออกแบบขั้นสูงและเครื่องมือจำลองเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบตัวกรอง ซึ่งรวมถึงการใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ - Aided Design (CAD) เพื่อจำลองวงจรตัวกรองและวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ โดยการปรับ - การปรับพารามิเตอร์การออกแบบเราสามารถลดระลอกคลื่นในขณะที่ยังคงปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพอื่น ๆ เช่นการหมุน - ปิดและการสูญเสียการแทรก

โพสต์ - การทดสอบการผลิตและการปรับแต่ง

หลังจากการผลิตตัวกรองแต่ละตัวได้รับการทดสอบอย่างละเอียดเพื่อวัดพารามิเตอร์ระลอกและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพอื่น ๆ หากจำเป็นเราจะทำการปรับแต่งการผลิตเพื่อปรับลักษณะของตัวกรองและลดระลอกคลื่น สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการตัดแต่งค่าของส่วนประกอบบางอย่างหรือทำการปรับขนาดเล็ก ๆ กับวงจรตัวกรอง

ความสำคัญของข้อกำหนดระลอกคลื่นสำหรับลูกค้า

สำหรับลูกค้าการทำความเข้าใจข้อกำหนดระลอกคลื่นของตัวกรอง RF เป็นสิ่งสำคัญ ช่วยให้พวกเขาเลือกตัวกรองที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของพวกเขา ในแอพพลิเคชั่นที่ความเที่ยงตรงของสัญญาณมีความสำคัญสูงสุดเช่นในการสื่อสารผ่านดาวเทียมหรือระบบเสียงสูงสิ้นสุดต้องใช้ตัวกรองที่มีระลอกคลื่นต่ำ ในทางกลับกันในบางแอพพลิเคชั่นที่การม้วนชัน - ปิดมีความสำคัญมากกว่า passband แบนอย่างสมบูรณ์แบบตัวกรองที่มีระลอกคลื่นสูงกว่าเล็กน้อยอาจเป็นที่ยอมรับได้

บทสรุป

Ripple เป็นแนวคิดที่สำคัญในโลกของตัวกรอง RF เป็นการวัดความแปรปรวนในแอมพลิจูดของการตอบสนองความถี่ของตัวกรองภายใน passband และอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบ RF ในฐานะซัพพลายเออร์ตัวกรอง RF เรามุ่งมั่นที่จะให้ตัวกรองคุณภาพสูงพร้อมระลอกคลื่นที่ควบคุมได้ดี โดยการทำความเข้าใจสาเหตุผลกระทบและวิธีการควบคุมของระลอกคลื่นเราสามารถช่วยลูกค้าของเราในการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดเมื่อเลือกตัวกรอง RF สำหรับแอปพลิเคชันของพวกเขา

หากคุณต้องการตัวกรอง RF สำหรับโครงการของคุณและต้องการหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดของระลอกคลื่นและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพอื่น ๆ ในรายละเอียดโปรดติดต่อเราสำหรับการเจรจาต่อรองการจัดซื้อจัดจ้าง เรามีตัวกรอง RF ที่หลากหลายรวมถึงตัวกรอง Band - Pass, ตัวกรอง SMA RF และตัวกรอง bandstop และทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยคุณในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการของคุณ

การอ้างอิง

• Pozar, DM (2011) วิศวกรรมไมโครเวฟ ไวลีย์
• Matthaei, GL, Young, L. , & Jones, EMT (1964) ตัวกรองไมโครเวฟ, อิมพีแดนซ์ - เครือข่ายการจับคู่และโครงสร้างการมีเพศสัมพันธ์ McGraw - Hill