LC фильтр сосредоточенной селекции

Вано Бен-Ладен, как с экспериментатором поделюсь с Вами своей давнишней идеей.
В диапазоне частот требуемого полосового фильтра перестраивать высокодобротный одиночный контур с частотой качания раза в 3 выше верхней звуковой частоты (50...100 кГц). При этом будут обеспечены крутые фронты АЧХ и, кроме того, несложно формировать саму АЧХ, создавая в нужных местах подъемы и провалы (удобно вырезать узкополосные помехи).
Простая и понятная реализация - на варикапе, подавая на него пилообразное напряжение с частотой качания. Изменяя форму этой пилы можно "рисовать" нужную АЧХ полосового фильтра.
Кроме варикапного варианта можно воспользоваться схемами умножения, либо схемами компенсации емкости.

А ЭМФ не нравится? или каскад умножителя добротности.

Я ни разу не видел, чтобы в избирательные цепи включали варикап. Ведь напряжение сигнала наверное должно его (варикап) перестраивать.

Вано Бен-Ладен: Ведь напряжение сигнала наверное должно его (варикап) перестраивать
Это называется параметрический эффект, который используется в параметрических усилителях.
Чтобы не было влияния эффекта выпрямления (это ж диод все-таки) и влияния амплитуды сигнала на частоту настройки, используют встречно последовательное включение двух варикапов.

Что касается идеи быстрого сканирования частотного диапазона единичным резонансным контуром, то сама идея-то может и интересная, но вот только где она может найти применение - непонятно. По крайней мере полосовой фильтр таким образом не получить, т. е. это уже не будет полосовым фильтром, а будет нечто другое.

Идея формирования полосы пропускания перестраиваемым контуром скорее всего только лишь идея. Попробуем практически. Полоса фильтров ПЧ от 600 гц (для телеграфа) до единиц кгц для АМ, наиболее распространенной SSB 2,4 - 2,7 Кгц. Наверное полоса одиночного должна быть хотя бы 0,1 от полосы фильтра. Попробуйте создать такой контур. А боковые скаты? Я уже не говорю о том, как потом убрать весь мусор из тракта (от пилы будет его предостаточно).
Что касается расчетов фильтров, много у Рэда. На сайте краснодарских радиолюбителей эта книжка есть Э. Рэд "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике".

ФСС строится на LC-контурах с невысокой добротностью. Частоты их настройки разнесены по полосе прозрачности фильтра. При этом сложностей с получением требуемой крутизны скатов не возникает. Так почему бы не покачать частоту одного из таких фильтров в пределах заданной полосы пропускания ФСС, заменив этим все остальные LC-контура этого фильтра?

Что касается "мусора от пилы", то вполне можно обойтись ( треугольным напряжением, для которого амплитуда гармоник согласно Фурье имеет значения: а1=Um/1^2, a3=Um/3^2, a5=Um/5^2,...,an=Um/n^2,... (гармоники только нечетные). Частоту качания можно выбрать порядка 83 кГц (к примеру, трех-программное проводное радиовещание имеет несущие 78 и 120 кГц). Такая величина, вроде бы, вполне удовлетворит и стандартной Fпч=465 кГц [Sqr(460*15)=83]. Все "ВЧ-продукты" вполне качественно обрежутся НЧ фильтром детектора (не сильно усложнит схему и активный RC-фильтр). Не вижу особых препятствий для использования такого "качающегося" фильтра и для приемника прямого усиления, поскольку при необходимости можно воспользоваться умножителем добротности.

Варикап лишь частично включается в контур. Так, для изменения частоты настройки контура в пределах от 475 до 460 кГц требуется увеличение контурной емкости всего в (475/460):2=1,066 раза (меньше 7%). Контур должен быть высокодобротным, т.е. иметь большое характеристическое сопротивление L/C, а значит и малую контурную емкость, которую варикап будет лишь чуть-чуть (на 7%) изменять. При постоянном (опорном) смещении на варикапе около 2...3В напряжение сигнала на нем с амплитудой порядка 20...30 мВ (1% от Uоп) не должно вызвать заметного влияния на частоту настройки контура, амплитуда сигнала на котором при этом будет (если не ошибаюсь) порядка 300...400 мВ.

Это, конечно, очень грубая прикидка. Да и могут возникнуть совершенно неожиданные препятствия и эффекты, отловить которые можно только экспериментально. Ну так ведь, автор и хотел поэкспериментировать с чем-нибудь "этаким" .

С наступающим Новым Годом! Успеха всем!

Остаётся только вопрос. Где взять миниатюрные и суперминиатюрные катушки индуктивности, их тип и где купить.

А чем копеечный керамический фильтр 450 - 465 кГц не устраивает?

Если говорить о предложенном способе в более широком смысле, то есть куча всяких недостатков, не перечисленных вами, которые можно обсуждать, вот только стоит ли? По типу работы я бы отнес такой фильтр к классу дискретных фильтров.

Предложите конкретную задачу, в которой вы видите применение такого фильтра рациональным, тогда и обсудим.

Керамический фильтр имеет жесткую форму АЧХ, изменять которую не удастся даже при помощи молотка и зубила .
"Качающийся фильтр" я не могу отнести к классу "дискретных фильтров" - нет у него никаких ступенек дискретизации ни по какому рабочему параметру. Фильтр "пользуется" теоремой Котельникова (так же как, к примеру, модуляция классов ШИМ, ЧИМ, ФИМ).

Конкретная задача, которую решает предлагаемый фильтр, - выделение или подавление частот в заданной полосе, т.е. является "чистой воды" полосовым фильтром.

Отличия от уже известных (мне) вариантов:
- патентоспособен (во всяком случае, мне такие не встречались);
- крутые скаты полосового фильтра (определяется добротностью контура, которую можно разогнать до практически любой желаемой величины);
- требуется только один LC-контур (пропадает не только "головная боль", связанная с сопряжением кучи отдельных контуров, но и потери в ФСС);
- гибкое управление АЧХ фильтра изменением формы управляющего напряжения (может полностью заменить эквалайзер в НЧ тракте);
- возможность получения совершенно плоской АЧХ, что недостижимо ни в одном многозвенном ФСС (в том числе и в керамичесом, и в электромеханическом и т.п.);
- возможность регулируемого в больших пределах подавления или подъема в узкой (при этом, регулируемой по центральной частоте, ширине и глубине) области полосы пропускания ФСС;
- высокое отношение сигнал/шум, поскольку результат представляет собой СУММУ отдельных узких полос, а значит, не изменяет ОТНОСИТЕЛЬНУЮ величину сигнал/шум узкополосного фильтра (собственно, контура).

Пока, пожалуй, хватит .
Было бы, конечно, интересно узнать о чем-нибудь из таинственной "кучи всяких недостатков", но, думаю, что это преждевременно (если, конечно, отсутствуют соображения, ведущие к летальному исходу идеи ), поскольку на этом этапе целесообразно выйти из виртуальных разборок и проверить работоспособность идеи в материальном "железе" - практическая проверка может либо просто зарубить предлагаемый вариант ФСС (тогда и обсуждать станет нечего), либо выявить какие-то неожиданные "чудеса", гораздо более интересные для анализа, чем вопрос о классификации "шкуры неубитого медведя" . Именно с этой целью я и предложил этот сканирующий фильтр автору вопроса, благо у него есть технические возможности, время и желание создать что-нибудь интересное в области ФСС.

sprite: - патентоспособен (во всяком случае, мне такие не встречались);
Почти "один в один" такой прием используется в любом спектроанализаторе (приборе), правда несколько другими средствами и для других целей.

sprite: - крутые скаты полосового фильтра (определяется добротностью контура, которую можно разогнать до практически любой желаемой величины);
Вот именно, что добротностью, которая невысока. Разогнать добротность? Это как же? Посредством ПОС (регенерации)? Ужасно нестабильная штука. Применялась в 30-х годах радиолюбителями. Удерживать глубину ПОС на границе генерации - задачка сама по себе очень сложная. А если еще учесть, что степень регенерации зависит от параметров контура, а мы их собираемся постоянно менять, то и вообще глушняк.
А еще, вы не подумали, что скорость перестройки контура зависит и от его добротности?!

sprite: - требуется только один LC-контур
Преимущество очень сомнительное, т. к. необходимая добротность может быть недостижима простыми средствами.
sprite: - гибкое управление АЧХ фильтра изменением формы управляющего напряжения
Форма упр. напр. будет влиять только на мгновенную скорость перестройки. Коэффициент передачи по напряжению будет постоянен. В отдельных частных применениях такого фильтра того, что вы говорите, можно было бы достичь применением интегратора. Но тут надо конкретно подходить к задаче, которая решается посредством такого фильтра, т. к. такой фильтр не универсален. Вы задачу не обозначили.

sprite: - возможность получения совершенно плоской АЧХ
Ну, тут бессмысленно возражать. Это уже из области той самой медвежьей шкуры.

sprite: - высокое отношение сигнал/шум, поскольку результат представляет собой СУММУ отдельных узких полос
А вот это в корне неверное утверждение. По энергетике такой фильтр будет весьма плох. Мощность фильтруемого сигнала будет обратно пропорциональна отношению полосы качания к полосе пропускания одиночного контура. Фильтр дискретен в том смысле, что в каждый момент времени происходит обработка только части сигнала.

Конечно анализ такого фильтра в общем виде весьма сложен. Поэтому я и предложил вам решать частную задачу. Давайте придумаем, где такой фильтр мог бы быть применен. Тогда анализ будет проще. Я пока не вижу реальных областей применения.