مشخصه های فیلتر گیرنده رادیویی

مشخصه های فیلتر گیرنده رادیویی:

مشخصه های فیلتر متعددی وجود دارند که می توانند در تعریف عملکرد یک فیلتر (و در نتیجه عملکرد گزینندگی کانال مجاور) مورد استفاده قرار گیرند که به عنوان مثال می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• باند توقف فیلتر.
• باند عبور فیلتر.
• ریپل باند عبور.
• ریپل باند توقف.
• «فاکتور شکل» (Shape Factor).
• «ماسک پاسخ» (Response Fask).
• امپدانس ورودی و خروجی.
• «تلفیق» (Intermodulation).

همان طور که گفتیم، عملکرد گزینندگی کانال مجاور در درجه اول به عملکرد فیلتر وابسته است و در مورد هر فیلتر، دو پارامتر بسیار مهم وجود دارند که باید آن ها را بررسی کرد. این دو پارامتر عبارتند از:

• باند عبور: باند عبور بازه ای از فرکانس ها است که فیلتر آن ها را به راحتی از خود عبور می دهد و کمترین میزان تضعیف را روی آن ها دارد.
• باند توقف: این باند فرکانسی در واقع بازه فرکانسی است که فیلتر گیرنده باید آن ها را متوقف کند و از رسیدن سیگنال به خروجی جلوگیری کند. باند توقف، «سطح عدم پذیرش» (Level of Rejection) برای عملکرد گزینندگی کانال مجاور را تعیین می کند.

دیاگرامی که در تصویر زیر نشان داده شده است، پاسخ ایده آل برای یک فیلتر را نشان می دهد.

همان طور که در تصویر بالا دیده می شود، در یک فیلتر ایده آل زمان گذار بین باند عبور و باند توقف باید بسیار سریع است. همچنین در باند عبور، فیلتر به هیچ وجه سیگنال را تضعیف نمی کند، در حالی که در باند عبور سیگنال به صورت کامل حذف می شود.

پاسخ فرکانسی فیلتر ایده آلی که در تصویر نشان داده شده است، باعث می شود عملکرد گزینندگی کانال مجاور نیز ایده آل شود و هیچ سیگنالی از کانال مجاور دریافت نشود. البته باید توجه کرد که این حالت در کاربردهای عملی غیرممکن است و قابلیت پیاده سازی ندارد.

پاسخ فیلتر واقعی:
همان طور که گفتیم در عمل پیاده سازی یک فیلتر ایده آل با مشخصه های فوق امکان پذیر نیست، بلکه پاسخ فیلتر در واقعیت بیشتر به شکل زیر است.

با توجه به دیاگرام شکل فوق کاملا واضح است که بین پاسخ ایده آل یک فیلتر و پاسخ واقعی آن تفاوت هایی وجود دارد.

اولین تفاوت که می توان به آن اشاره کرد این است که در باند عبور مقداری اتلاف یا تضعیف وجود دارد. ثانیا، زمان گذار بین باند عبور و باند توقف در پاسخ فرکانسی بسیار سریع نیست. ثالثا، تضعیف باند توقف اگرچه مقدار بسیار بزرگی است،

اما بی نهایت نیست و در نهایت تفاوت دیگری که وجود دارد این است که در باند توقف و نیز در باند عبور فیلترهای واقعی مقداری ریپل وجود دارد. در درجه اول اختلاف بین پاسخ باند عبور و باند توقف و سپس سرعت تغییرات بین باند عبور و باند توقف، گزینندگی کانال مجاور را تعیین می کنند.

معمولا در اکثر فیلترها تضعیف در باند عبور در حالت عادی مقدار بسیار کمی است. برای یک فیلتر کریستالی معمولی، مقدار تضعیف برابر با 2 تا 3 دسیبل بسیار عادی و متداول در نظر گرفته می شود.

با این حال، در فیلترهای با باند توقف بسیار باریک که مثلا در «گیرنده های مورس» (Morse Reception) مورد استفاده قرار می گیرند، مقدار تضعیف در باند عبور ممکن است از این مقدار بالاتر باشد.

خوشبختانه نحوه مقابله با این تضعیف ها بسیار ساده است و می توان به راحتی در طبقات فرکانسی میانی مقدار بیشتری تقویت کنندگی انجام داد و این فاکتور به عنوان بخشی از مشخصه های گیرنده شناخته نمی شود.

در نمودار پاسخ یک فیلتر واقعی می توان دید که پاسخ فرکانسی فیلتر با سرعت بی نهایت تغییر نمی کند. در نتیجه تعریف کردن نقاطی که باند عبور بین آن ها قرار دارد، امری ضروری است.

در مورد یک گیرنده، باند عبور برابر با پهنای باند بین دو نقطه فرض می شود که اندازه پاسخ در آن ها به اندازه 6 دسیبل کاهش یافته است یا به عبارت دیگر دامنه 6 دسیبل پایین تر از مقدار باند عبور (در 6- دسیل) قرار دارد.

باند توقف نیز در یک فیلتر باید مشخص شود. در مورد اکثر فیلترهای گیرنده های رادیویی باند توقف از نقطه ای شروع می شود که پاسخ فرکانسی فیلتر 60 دسیبل افت کند یا به عبارتی دیگر، پاسخ در 60- دسیبل قرار گیرد.

این مشخصه باید برای فیلترهای مختلف چک شود؛ زیرا در برخی از فیلترها ممکن است باند توقف به این صورت تعریف نشود. گاهی ممکن است یک فیلتر دارای باند توقفی باشد که به جای 60 دسیبل، برای تضعیف 50 دسیبل تعریف شده باشد.

فاکتور شکل فیلتر گیرنده رادیویی:
همان طور که گفتیم، در یک فیلتر بسیار مهم است که پس از خروج از باند عبور، پاسخ در سریع ترین زمان ممکن به سطح نهایی تضعیف خود برسد. این عامل می تواند یک پارامتر بسیار مهم در تعیین گزینندگی کانال مجاور به حساب آید.

اگر پاسخ فرکانسی با سرعت بالایی افت نکند، آن گاه سیگنال های کانال مجاور ممکن است به اندازه کافی و به صورت مناسب تضعیف نشوند. در حالت ایده آل، پاسخ باید در سریع ترین زمان ممکن افت کند. برای اندازه گیری این مولفه، در برخی از فیلترها پارامتری به نام فاکتور شکل مورد استفاده قرار می گیرد.

فاکتور شکل را می توان به سادگی برابر با نسبت پهنای باند مربوط به باند عبور فیلتر به باند توقف آن در نظر گرفت.

بنابراین یک فیلتر با پهنای باند 3 کیلو هرتز در باند عبور (در 6- دسیبل) و پهنای باند 6 کیلو هرتز در باند توقف (در 60- دسیبل)، دارای فاکتور شکل 2:1 خواهد بود.

در این حالت، برای معنی دار بودن عبارت، مقدار تضعیف نیز باید بیان شود. در نتیجه مشخصه کامل فاکتور شکل به صورت 2:1 در 6/60 دسیبل بیان می شود.