Фильтры постоянного тока (DC blocks)

Цепи высокочастотных систем состоят из активных и пассивных компонентов, первые из которых генерируют ток, а вторые только потребляют его. Типичный представитель активных компонентов – усилитель мощности, который усиливает входной сигнал, потребляя при этом постоянный ток. Если постоянная составляющая тока из усилителя попадет в другие компоненты цепи, потребляющие переменный ток, то они могут быть повреждены или даже выйти из строя. Особенно это опасно для измерительных приборов, таких как анализаторы сети. Чтобы избежать этого, постоянную составляющую тока от усилителя необходимо отфильтровать.

На рисунке 1 изображен принцип работы фильтра постоянной составляющей тока. Для повышения мощности сигнала усилитель должен получать дополнительную энергию, например, от источника постоянного тока +5 В. Амплитуда напряжения сигнала переменного тока, проходя через усилитель, увеличивается, сохраняя при этом составляющую постоянного тока, которая, как уже было сказано выше, вредна для других компонентов. Для ее подавления и используется фильтр постоянного тока, который фильтрует постоянную составляющую, оставшуюся в сигнале переменного тока после выхода с усилителя.

Рисунок 1

Одним из основных элементов фильтров постоянной составляющей тока является конденсатор, который и блокирует постоянный ток на выходе фильтра и в то же время пропускает переменную составляющую. Именно эта функция и дала название такому фильтру.

Основными характеристиками фильтра являются вносимые (S21) и возвратные потери (S11, КСВН). Как видно из рисунка 1, слишком большие возвратные потери фильтра могут отразить несущую частоту рабочего сигнала обратно и таким образом не пропустить ее через усилитель.

Предпочтительный уровень вносимых потерь фильтра должен быть близок к 0 дБ. Значительное превышение этого уровня может привести к эффекту, описанному выше.

На современном рынке предлагается три типа таких устройств: внутренний, в котором конденсатор установлен последовательно с центральным проводником, внешний, в котором конденсатор установлен последовательно с экраном, и смешанного типа, в котором конденсатор установлен и в центральном проводнике, и в экране развязывающего устройства. Кроме того, фильтры постоянного тока различаются исполнением: типом разъемов, напряжением питания и рабочим частотным диапазоном.