中等带宽晶体滤波器平滑群时延设计

频谱分析仪中频带宽的设计作者：何高楼、陈爽单位：中国电子科技集团公司第四十一研究所、电子测试技术国家重点实验室转载：国外电子测量技术发布时间：2008-01-15引言大多数接收机的中频频率是固定的，并在此频率上设计带通滤波器来抑制干扰、提高接收灵敏度。

在某些宽带接收机中，中频的带宽需要根据实际应用情况进行调节，如多速率的宽带通信系统等，带宽必须和码元速率相匹配，过大或过小都会对接收机的性能产生很大的影响。

频谱分析仪也不例外，只不过要求更高，中频带宽滤波器的设计直接关系到整机动态范围、频率分辩率、解调带宽以及功率测量准确度等关键技术指标。

1 设计原理在某些特定的情况下，采用开关切换的方法是一种简洁而且适用的方法，但这只适用于带宽变化不多的场合下，比如4-5个以下。

随着带宽数量的增加，这种方法就不再适用，其带来的最直接结果是电路变得异常庞大和复杂。

图1 同步调谐滤波器频谱分析仪需要的中频带宽可能从几赫兹到几兆赫兹连续变化[2]。

对于这些需求，采用程控带宽滤波器是比较简洁而且经济的方法。

对于程控带宽滤波器来说，同步调谐滤波器是一种比较理想的解决方法。

如图1所示：它由多级中心频率和Q值相等的谐振回路组成。

各级之间通过FET高阻放大器缓冲隔离。

单级的带宽由下式给出[1]：通过改变串联电阻Rs可以降低整个谐振回路的Q值，从而改变带宽，它通常由PIN二极管构成。

这种电路结构有许多优点：调节方便；容许各级间的轻微不平衡；具有良好的脉冲响应特性；群时延变化较小；另外，这种拓扑结构的总Q值大于单级的Q值。

级联后的总带宽可用级联公式计算如下[1]：式中，n为谐振回路的级数，为n级谐振后的电路总带宽，为单级谐振回路的带宽；如果采用4级级联谐振回路，通过式(2)可以算出单级带宽为总带宽的2.3倍。

图2 程控中频带宽滤波器实现原理框图分辨率带宽反映了频谱仪的不同档次，经济型为1kHz～3MHz；中档型约为30Hz～3MHz；高档为1Hz～3MHz。

宽带通信芯片中级联积分梳状插值滤波器的优化设计孙晨;赵毅强;刘强;李旭【摘要】级联积分梳状(CIC)滤波器由于其结构简单、高效等优点,经常作为宽带通信芯片中的抽取器或插值器.随着通信系统以及超大规模集成电路的发展,芯片集成密度越来越高,需要对芯片中关键模块积分梳状滤波器进行面积的优化.为此,设计一种应用于无线宽带射频芯片的CIC插值滤波器.通过位宽优化方法减少滤波器内部节点位宽,并在增益校正部分采用输出截位后的正则有符号数字量编码乘法代替全位宽二进制补码乘法.实验结果表明,与优化前的CIC插值滤波器相比,该滤波器的电路面积可优化58％左右.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2015(041)008【总页数】5页(P252-255,261)【关键词】级联积分梳状插值滤波器;宽带通信芯片;位宽优化;增益校正;正则有符号数字量编码乘法;面积优化【作者】孙晨;赵毅强;刘强;李旭【作者单位】天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN471 概述现代通信系统中经常需要根据感兴趣的信号来调整采样率，一般通过抽取或插值来降低或提高采样率。

积分梳状滤波器具有结构简单、高效等优点，广泛用于多采样率系统中［1-3］，作为抽取器或插值器。

根据级联积分梳状(Cascaded Integrator Comb，CIC)滤波器理论直接设计的滤波器虽然能满足性能的要求，但是电路面积大，往往需要根据实际应用采用一定的优化方法来减小CIC 滤波器的面积。

本文针对一款无线宽带射频芯片的需求，开展CIC 插值滤波器的设计，要求数据输入速率为20 MHz、输入采样率提高10 倍、旁带抑制大于50 dB、输出波纹小于0.05 dB 并保持输入输出位宽同为12 bit。

根据文献［4］提出的CIC 滤波器设计方法设计了一种5 级、插值因子为10、延迟因子为1 的CIC插值滤波器。

10.7 MHz中等带宽晶体滤波器的研制
马帅;佟仕忠;孙海军;吴承猛;付贵增
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2013(21)10
【摘要】文中使用了一种较为简单但非常实用的设计方法,采用四节八晶体差接桥型电路,设计和研制出了一种小型化低损耗中等带宽的石英晶体滤波器.该产品的中心频率为10.7 MHz,通带带宽属中等,阻带抑制要求较高,插入损耗较小,矩形系数小,晶体滤波器外形尺寸偏小.解决的关键技术问题是:晶体滤波器电路的设计,滤波器晶体谐振器的设计,滤波器的插损IL≦3 dB、3 dB带宽Bw3dB≥±19 kHz、通带波动≦1 dB、阻带衰减≥60 dB(偏离中心频率50 kHz以外)等技术指标的实现.
【总页数】3页(P126-128)
【作者】马帅;佟仕忠;孙海军;吴承猛;付贵增
【作者单位】辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学信息与控制工程学院,辽宁抚顺113001
【正文语种】中文
【中图分类】TP302
【相关文献】
1.一种实现10.7MHz高矩形系数中带宽晶体滤波器的设计方法 [J], 周浩
2.10.7MHz带阻型石英晶体滤波器研制 [J], 焦会幈
3.10.7MHz中等带宽滤波器的研制 [J], 方秀峰
4.10.7MHz小矩形系数中带宽晶体滤波器的设计 [J], 周浩
5.21.4MHz中等带宽晶体滤波器的研制 [J], 刘丽英
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滤波器的时延和群延迟分析及优化引言滤波器在信号处理中扮演着重要角色。

然而，滤波器的时延和群延迟对于信号的实时性和准确性有着重要影响。

本文将详细讨论滤波器的时延和群延迟的概念、计算方法以及优化策略。

时延的定义和计算时延指的是信号在滤波器中传播所需的时间。

对于线性时不变（LTI）滤波器而言，时延可以通过系统的相位响应来计算。

一般而言，时延可通过以下公式来计算：时延 = dϕ/ dω其中，dϕ是滤波器相位响应对频率ω的导数。

时延也可以通过计算滤波器组速度因子的负导数来得到。

群延迟的定义和计算群延迟是频率响应对频率的相位响应的导数，通常用于描述滤波器对不同频率分量的延迟特性。

群延迟可以通过以下公式计算：群延迟 = - d²ϕ/ dω²群延迟代表了滤波器对不同频率分量的信号引入的额外延迟。

在实际应用中，群延迟对于保持信号的相对时序和减小信号失真非常重要。

优化滤波器的时延和群延迟优化滤波器的时延和群延迟可以提升信号处理的效果。

以下是几种常见的优化策略：1. 选择合适的滤波器类型：不同类型的滤波器在时延和群延迟上有不同的性能表现。

通过合理选择低时延和低群延迟的滤波器类型，可以降低信号处理的延迟，并提高信号质量。

2. 增加滤波器阶数：较高阶的滤波器通常会引入更大的时延和群延迟。

然而，通过适当的增加滤波器的阶数，可以改善滤波器的频率响应，从而减小滤波器的时延和群延迟。

3. 优化设计参数：滤波器的设计参数，如截止频率等，对于滤波器的时延和群延迟有着重要影响。

通过调整设计参数，可以实现时延和群延迟的优化。

4. 采用平行结构：在某些应用场景下，采用平行结构的滤波器可以实现较低的时延和群延迟。

平行结构允许信号通过多个子滤波器进行并行处理，从而减小总体的时延和群延迟。

结论本文详细介绍了滤波器的时延和群延迟的概念、计算方法以及优化策略。

时延和群延迟对于滤波器的性能和应用有着重要影响，合理优化滤波器的时延和群延迟可以提升信号处理的效果。