Закономерности миниатюризации

Конструктивные, технологические и эксплуатационные преи¬мущества миниатюрных радиотехнических устройств сопровож¬даются увеличением диссипативных потерь в них обрат¬но пропорционально полосе пропускания и объему. Таким обра¬зом, в миниатюрных устройствах необходимо серьезно считаться с ухудшением собственной добротности элементов; в крупнога¬баритных устройствах такой необходимости нет. В результате оценивать качество миниатюрных устройств следует с учетом связей между основными параметрами. Рассмотрим один из таких методов, в котором габаритные размеры устройства рассматривают не обособленно, а системно— в сочетании с другими параметрами устройства. В итоге форми¬руется показатель качества (ПК) устройства; если ПК достигает определенного уровня, то миниатюризация считается успешной. В этой процедуре учитывают следующие параметры: объем устрой¬ства (V, см3), минимальное значение диссипативных потерь в по¬лосе пропускания (Aо, дБ), полоса пропускания (Δf/fo) 100%, чи¬сло включенных звеньев п. Коэффициент, образованный сочета¬нием этих параметров , (2.1) называют габаритным индексом потерь. Он зависит от час¬тоты, и эта зависимость линейна. Используя линейность, получа¬ем из , (2.2) Как показывает опыт, при ПК>3 миниатюризация устройства неудачна, не использованы в достаточной мере структурные, кон¬структивные и технологические резервы, которые могли бы ком¬пенсировать неблагоприятный характер связей между объемом ус¬тройства, его диссипативными потерями и полосой пропускания. При ПК миниатюризация тривиальна, т. е. потери в уст¬ройстве увеличиваются примерно во столько же раз, во сколько уменьшился его объем (если полоса пропускания фиксирована). При ПК<3 или ПК<<3 миниатюризация соответственно успеш¬на и весьма успешна; неблагоприятные связи между параметра¬ми удалось ослабить в достаточной мере. Известны варианты ре¬ализации миниатюрных фильтров, в которых достигнут ПК=0,8...2. При всех этих расчетах следует помнить, что под объе¬мом устройства понимают его действующий объем. Дело в том, что для нормализации работы многих устройств приходится вво¬дить различные приспособления: экраны, термостаты, магниты, криостаты, фильтры (для подавления паразитных полос) и др. В действующий объем устройства входит и объем всех исполь¬зуемых в каждом конкретном случае приспособлений. Изложен¬ный метод оценки качества миниатюризации складывался в тече¬ние последних 15…20 лет в результате изучения связей между габаритами устройства и собственной добротностью его эле¬ментов. Комплексные оценки для ПФ с полиномиальной частотной характеристикой могут быть использованы и для других вариантов ПФ, например, на ПАВ, фильтров с полюсами затухания на конечных частотах. Для этой цели необходимо найти эквивалентное число звеньев полиномиального ПФ, имеющего такой же коэффициент прямоугольности частотной характеристики, как и исследуемый ПФ.