滤波器设计流程(TUMIC)
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滤波器设计步骤:1、确定滤波器阶数n;2、电路实现形式选择,传递函数的确定;3、电路中元器件的选择,包括运算放大器的选择、阻容值设置等,最后形成电路原理图;4、仿真结果(幅频特性图)及优化设计;5、调试注意事项,确定影响滤波器参数实现的关键元件。
每一种电路按照以上步骤完成设计,本周内完成!1、有源低通滤波器f c =50kHz一、最低阶数的选取主要功能参数为: 1) 带内不平坦度α1=0.5dB2) 阻带衰减α2≥40dB ,这里取45dB 3) 增益G=10 4) 通带范围50kHz使用滤波器设计软件,计算得出:若选取巴特沃斯滤波器,最低阶数为n=9;若选取切比雪夫滤波器,得到同样满足要求的切比雪夫滤波器的最低阶数为n=6。
由于高阶滤波器电路复杂,造价较高,所以在同样满足技术指标的情况下,选取滤波器的最低阶数,即n=6。
二、电路实现形式选择及传递函数的确定实现切比雪夫低通滤波器的电路有许多种,这里选择无限增益多端反馈电路(MFB ),见图1。
MFB 滤波器是一种常用的反相增益滤波器,它具有稳定好和输出阻抗低等优点。
图1 二阶MFB 低通滤波电路图2滤波器的级联如图2所示,电路由三个二阶MFB 低通滤波电路串联实现,在图1所示电路中,当f=0时,C 1和C 2均开路,所以M 点的电压为121R RU U M -= M 点的电流方程 C I I I I ++=321MI 2I 3I 1I CV 2V 1N42322111sC U R U R U U R U U MM M M ++-=- (式1)其中 M U R sCU 3121-= (式2)解式1和式2组成的联立方程,得到每个二阶MFB 低通滤波器的传递函数为3221232132112121111R R C C s R R R R R sC R R U U +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=最后得出六阶切比雪夫低通滤波器的传递函数为⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=654326546534532212321321121411111111R R C C s R R R R R sC R R R R C C s R R R R R sC R R U U98652987985781111R R C C s R R R R R sC R R +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-三、电路中元器件的选择使用滤波器设计软件,计算得出每节电路的阻值容值,如图2所示。
设计滤波器的基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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滤波器制造工艺流程滤波器是一种常见的电子元件,广泛应用于通信、电子设备、汽车电子等领域。
它的主要功能是通过选择性地通过或阻断特定频率的信号,来滤除或降低噪声、干扰等不需要的信号成分。
滤波器的制造工艺流程是保证其性能和质量稳定的关键环节。
本文将详细介绍滤波器制造工艺流程,并探讨其中涉及到的关键技术和挑战。
首先,滤波器制造工艺流程可以分为几个主要步骤。
首先是材料准备和选择,其中包括选择合适的基材和涂层材料,并进行质量检测和筛选。
接下来是基材加工,包括切割、打磨、清洗等步骤,以获得所需尺寸和表面质量。
然后是涂层加工,通过物理蒸镀、化学气相沉积等技术将涂层材料沉积在基材表面,并进行热处理以提高附着力和稳定性。
在滤波器制造过程中,关键技术之一是蒸镀技术。
蒸镀是将金属或其他材料蒸发后在基材表面沉积形成薄膜的过程。
通过控制蒸发速率、沉积温度和压力等参数,可以控制涂层的厚度、成分和结构,从而实现滤波器的设计要求。
此外,还需要注意控制涂层的均匀性和致密性,以确保滤波器在工作过程中不会出现漏层或剥落等问题。
另一个关键技术是光刻技术。
光刻是将光敏剂涂覆在基材表面,并通过紫外线照射和化学处理来形成图案的过程。
通过设计不同的掩模模板和优化光刻参数,可以实现滤波器中微米级别的结构和图案,并确保其尺寸、形状和位置精度。
此外,在滤波器制造工艺中还需要进行一系列的质量检测和测试。
其中包括表面质量检测、涂层厚度测试、结构形貌分析等。
这些测试可以帮助确定滤波器是否符合设计要求,并评估其性能稳定性和寿命。
然而,在实际生产中,滤波器制造面临着一些挑战。
首先是材料选择和质量控制的问题。
滤波器的性能和稳定性很大程度上依赖于材料的质量和一致性。
因此,选择合适的材料供应商,并建立稳定可靠的供应链是非常重要的。
其次是工艺参数优化和控制的问题。
滤波器制造工艺中涉及到许多参数,如蒸发速率、沉积温度、光刻曝光能量等,这些参数对滤波器性能有着重要影响。
因此,需要进行大量实验和优化工作来确定最佳参数范围,并建立可靠的工艺控制系统。
带通滤波器设计流程滤波器是具有频率选择性的双端口器件。
由于谐振器的频率选择性,所以规定的频率信号能够通过器件,而规定频率信号以外的能量被反射,从而实现频率选择的功能。
滤波器从物理结构上,就是由一些不同的单个谐振器按相应的耦合系数组合而成,最后达到规定频率的信号从输出端通过的目的。
1. 滤波器技术指标1.1工作频率范围: 1060MHz±100MHz 1.2插入损耗: 0.5dB max 1.3驻波比: 1.2 max1.4带外抑制: >20dB@f0±200MHz>35dB@f0±300MHz >60dB@f0±500MHz1.5寄生通带: f >3500MHz 以上,对衰减不作要求1.6工作温度: -55°Cto+85°C 1.7最大输入脉冲功率:400W ; 最大输入平均功率:20W2.滤波器设计原理图1 滤波器原理图3.滤波器结构选择 3.1物理结构选择根据以上技术指标选择腔体交指型带通滤波器,主要的原因是因为它有着良好的带通滤波特性,而且它结构紧凑、结实;且容易制造;谐振杆端口2的长度近似约为λ/4(波长),故第二通带在3倍fo上,其间不会有寄生响应。
它用较粗谐振杆作自行支撑而不用介质,谐振杆做成圆杆,还可用集总电容加载的方法来减小体积和增加电场强度,而且它适用于各种带宽和各种精度的设计。
3.2电路结构的选择根据以上技术指标选择交指点接触形式,主要的原因是它的谐振杆的,载TE一端是开路,一端是短路(即和接地板接连在一起),长约λ/40M(电磁波)模,杆1到杆n都用作谐振器,同时杆1和杆n也起着阻抗变换作用。
4.电路仿真设计如图2模型选择。
采用An soft公司的Serenade设计,根据具体的技术指标、体积要求和功率容量的考虑,此滤波器采用腔体交指滤波器类型,使用切比雪夫原型来设计,用圆杆结构的物理方式来实现。
图2模型选择如图3滤波器综合指标选择。
滤波器的设计流程和工程实施方法在电子电路设计和工程实施中,滤波器是一种重要的电路组件,用于滤除或改变信号中的特定频率成分。
滤波器的设计流程和工程实施方法对于确保电路性能和信号质量至关重要。
本文将介绍滤波器设计的基本流程和一些常用的工程实施方法。
一、滤波器设计的基本流程滤波器设计的基本流程包括需求分析、设计规范、滤波器类型选择、电路模拟和优化、电路实现和性能验证等步骤。
1、需求分析:首先需要明确设计所需的滤波器的性能要求和功能需求。
这包括滤波器的通带范围、截止频率、阻带范围、衰减等参数。
同时,还需要考虑实际应用环境和可行性。
2、设计规范:基于需求分析的结果,制定滤波器的设计规范。
这包括确定滤波器的类型(如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器)、滤波器阶数、频率响应等。
3、滤波器类型选择:根据设计规范,选择合适的滤波器类型。
不同类型的滤波器有不同的特性和适用范围。
常见的滤波器类型包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。
4、电路模拟和优化:使用电路模拟工具,如Spice软件,进行滤波器电路的模拟和优化。
通过调整电路参数和拓扑结构,优化滤波器的性能指标,如通带增益、截止频率、阻带衰减等。
5、电路实现:在完成电路模拟和优化后,可以选择合适的元器件和材料,开始电路实现。
这包括选择适当的电容、电感、运算放大器等,以及设计电路的布局和走线。
6、性能验证:完成电路实现后,进行性能验证和测试。
这包括测量滤波器的频率响应、阻带衰减、相移等指标,以确保滤波器达到设计要求。
二、工程实施方法除了滤波器设计的基本流程外,还有一些常用的工程实施方法值得注意。
1、工程实施经验:借鉴工程师的实施经验可以帮助设计和实施滤波器。
在设计过程中,可以参考和学习已有的成功案例和工程实践,以及通过仿真和实验来验证设计结果。
2、元器件选择:选择合适的元器件对于滤波器的性能至关重要。
根据设计要求和实际应用场景,选择适当的电阻、电容、电感和运算放大器等元器件。
滤波器设计流程(TUMIC)实验要求:=9.6,h=0.5mm的基板设计一个微带耦合线型的带通滤波器,指示如下:用rf=5.5GHz;中心频率实验步骤:1.计算阶次:按照教材P109的计算步骤,仍然选用0.1db波纹的切比雪夫低通原型。
根据中心频率、相对带宽和要求的阻带衰减条件,我们可得出最后n=4。
2.用TUMIC画出拓扑图:因为TUMIC里没有对称耦合微带线,所以我们采用不对称耦合微带线将两个宽度设为相同,即实现对称耦合微带线的作用。
如图所示:在每个耦合微带线的2、4两个端口,我们端接微带开路分支,将微带部分的长度设置为很小,而宽度设置为与端接的耦合微带线相同即可,即此部分微带基本不产生作用。
如图:因为n=4,我们采用5个对称耦合微带线。
可知它们是中心对称的,即1和5,2和4为相同的参数。
在每两段耦合微带线连接处,因为它们的宽度都不相同,所以我们需要采用一个微带跳线来连接,如图:注意:有小蓝点的一端为1端口,另一端为2端口。
参数设置如下图:条件中,要我们设计两端均为50欧姆的微带线。
我们用此软件本身带有的公式计算出它的设计值即可。
不过要注意一点,我们需在设置好基片参数(见后面)的情况下再进行计算。
如图:最后在两端加上端口,并标注1,2端口。
如图:3.参数设置:和h进行设置。
如图:⑴基片设置:即按设计要求里的r⑵变量设置:上面讲到我们实际上是使用三组耦合微带线,即有三组参数。
考虑每个对称耦合微带线都有w(宽度),s(间距),l(长度)三个参数。
我们进行设计的目的就是通过计算机优化得到我们需要的这些参数的值,所以在这里,我们要将这些参数设置为变量。
如图:可见,我们要给每一个变量一个设计值以及它在优化过程中的上下限。
设计值可以参照书上给出的设计步骤进行计算,不过相当复杂,我们在实际设计中不妨估算。
不过要分清楚他们大概的范围,不能盲目设定。
⑶频率设置:这里的频率设置是设计最后看计算结果时的频率范围以及步长,当然就需要包括所有我们需要的频率点(即至少包括条件里给出的通带以及要求的阻带衰减的点)。
滤波器制造工艺流程滤波器是一种能够将某些频率范围内的信号通过,而将其他频率范围外的信号阻隔的电子元件。
它在电子、通信、电力、机械等领域中得到广泛应用。
本文将介绍滤波器的制造工艺流程。
一、原材料准备滤波器的制造需要使用各种电子元件,如电容器、电感器、晶体管等。
这些元件需要从供应商处采购,并进行检验和筛选,确保其符合生产要求。
二、电路设计和仿真在确定各元件的参数后,需要进行电路设计和仿真,以确定滤波器的工作性能。
通常采用电路仿真软件进行仿真,如PSpice、Multisim 等。
三、电路板制作电路板是滤波器的基础,也是最关键的部分之一。
电路板制作包括:布局设计、光绘制版、蚀刻、钻孔、焊接等步骤。
其中,布局设计需要注意元件之间的距离、阻抗匹配等问题;光绘制版需要使用光掩膜机进行制作,以便将电路图形转移到电路板上;蚀刻需要使用化学溶液和蚀刻机进行,以便将无用的铜箔蚀掉,形成电路图案;钻孔需要使用钻床进行,以便在电路板上打孔;焊接需要使用电子焊接设备进行。
四、元件安装元件安装是将电子元件按照电路图的要求安装到电路板上的过程。
通常采用手工或自动化设备进行。
手工安装需要注意元件的方向、位置、焊接质量等问题;自动化设备可以实现高效、精准的元件安装,并可以进行快速的检测和修复。
五、测试和调试测试和调试是滤波器制造的最后一步,也是最为关键的一步。
通过对滤波器进行测试和调试,可以确定其工作性能是否符合要求,如果存在问题,可以进行调整和修复。
测试和调试通常采用测试仪器进行,如频谱分析仪、示波器等。
综上所述,滤波器的制造工艺流程包括原材料准备、电路设计和仿真、电路板制作、元件安装、测试和调试等步骤。
在制造过程中需要注意各个环节的质量控制和工艺优化,以确保滤波器的工作性能和可靠性。
滤波器的设计流程与步骤滤波器是一种电子器件或电路,用于改变信号的频率特性。
在电子领域,滤波器被广泛应用于信号处理、通信系统、音频设备等方面。
设计一个滤波器需要遵循一定的流程与步骤,本文将介绍滤波器设计的一般流程,并详细探讨每个步骤的具体内容。
第一步:需求分析在滤波器设计之前,首先需要明确设计滤波器的需求。
这包括确定滤波器的类型(如低通、高通、带通、带阻等),频率范围、阻带衰减要求、插入损耗限制等。
需求分析阶段的目标是明确设计滤波器所需的功能和性能规格。
第二步:选择滤波器结构根据需求分析的结果,根据不同的滤波器类型和频率范围,选择适合的滤波器结构。
常见的滤波器结构包括RC滤波器、LC滤波器、激励响应滤波器、数字滤波器等。
选择滤波器结构时需要综合考虑设计的难度、性能指标和实际应用需求。
第三步:确定滤波器规格在选择滤波器结构后,需要进一步确定滤波器的规格。
这包括确定滤波器的阶数、各个截止频率的具体数值、通带和阻带的设定等。
可以利用相关的数学模型、理论计算或者实验手段来确定滤波器规格。
第四步:设计滤波器设计滤波器是滤波器设计流程的核心步骤。
根据滤波器的结构和规格,运用电路理论、数学模型等手段进行滤波器的具体设计。
这包括计算和选择滤波器元件的数值、确定元件的合适布局和连接方式,以及优化设计,以满足设计要求。
第五步:仿真与分析在设计完成后,进行滤波器的仿真和分析是十分重要的。
这可以通过使用模拟电路仿真软件、信号处理工具等进行。
通过仿真结果,可以评估滤波器的性能是否满足设计要求,并进行必要的调整和优化。
第六步:原型制作与测试设计完成后,需要制作滤波器的实际原型,并进行测试和验证。
这可以通过PCB设计和制作、元器件的选取和组装等方式完成。
通过实际测试,可以验证滤波器的性能指标,并进行必要的调整和改进。
第七步:性能验证与优化通过对原型滤波器的测试结果进行分析和评估,可以判断滤波器是否满足设计要求。
若不满足,则需要针对具体问题进行调整和优化。
滤波器设计流程:1.确定设计指标要求2.查阅资料,确定形状3.建模,仿真4.优化结果5.版图,加工,测试本例设计一个带通滤波器,通过微带线结构实现,工作频率覆盖5.4GHz-6.2GHz。
选用基板材料为Rogers 4350,其相对介电常数为 3.66,厚度为h=0.508mm,金属覆铜厚度h1=0.018mm,表1 模型初始尺寸设计步骤(以HFSS13.0为例)一开始(一)建立工程1.在HFSS窗口中,选择菜单File->New2.从Project菜单中,选择Insert HFSS Design(二)设计求解模式1.选择菜单HFSS->Solution Type2.在Solution Type窗口,选择Driven Modal,点击OK二建立3D模型(一)定义单位并输入参数表1.选择菜单3D Modeler->Unit2.设置模型单位:mm,点击OK3.选择菜单栏HFSS->Design Properties再弹出的窗口中,点ADD添加参量,将上面模型的参数表中的变量全部添加进去,如下图:(二)创建金属板R11.在菜单栏中点击Draw->Box,创建Box12.双击模型窗口左侧的Box1,改名为R1,再点击Material 后面按钮,选择Edit,选择Copper,点击确定。
3.双击左侧R1的子目录Createbox,修改金属板大小及厚度。
Position输入坐标(0mm,0mm,0mm),金属板长L1=7.2mm,宽W1=0.8mm,厚h1=0.018mm。
点击确定。
(三)创建金属板R1_11.在菜单栏中点击Draw->Box,创建Box22.双击模型窗口左侧的Box2,改名为R1_1,再点击Material 后面按钮,选择Edit,选择Copper,点击确定。
3.双击左侧R1_1的子目录Createbox,修改金属板大小及厚度。
Position输入坐标(W1+S1,0mm,0mm),S1=0.14mm,金属板长L1=7.2mm,宽W1=0.8mm,厚h1=0.018mm。
滤波器制造工艺流程滤波器是一种常见的电子元件,用于在电路中削弱或消除某些频率的信号。
制造精良的滤波器需要严格的工艺流程,下面将介绍一个通用的滤波器制造工艺流程。
1. 材料选择首先,需要从可用材料中选择合适的材料。
通常使用的材料包括陶瓷、钼、银、金、铜等。
选择的材料需要具有良好的导电、绝缘、热稳定性等特性。
2. 制备基板基板是制作滤波器的基础。
基板的制作通常采用薄膜工艺,即在陶瓷基板上涂敷一层金属薄膜。
该过程使用特殊的化学溶液以及银、铜等金属颗粒,将金属材料打印到基板上,并在表面形成所需的电路图案。
3. 制作电路利用光刻和化学蚀刻技术制作电路图案。
将喷射出来的液体光刻胶对垂直于基板表面的紫外线进行曝光,形成“抵抗层”,之后进行化学蚀刻,将未被光刻胶保护的金属材料腐蚀掉,留下需要的电路。
4. 焊接元器件在基板上焊接所需的元器件。
首先需要对其进行暴露,然后焊接到电路上。
5. 封装在电路图案上再次涂覆一层化学物质,通常是樹脂或其他材料,這样可以更好地保护电路。
在紫外线和很高的温度下固化该层涂层。
经过滤波器的封装后,机器才能识别并使用它。
6. 测试终端测试被认为是过程的最后一步,该步骤在滤波器制造工艺流程中很关键。
通过对滤波器的元器件、电路、封装与有无错误进行全面测试,以确保该滤波器能够按照预期执行所需的功能。
以上是通用的滤波器制造工艺流程,目的是说明滤波器制造的基本过程。
对于不同类型的滤波器,其制造工艺流程可能会略有不同,但总体而言,各个步骤基本相同。
滤波器设计流程(TUMIC)
实验要求:
=9.6,h=0.5mm的基板设计一个微带耦合线型的带通滤波器,指示用
r
f=5.5GHz;
如下:中心频率
实验步骤:
1.计算阶次:
按照教材P109的计算步骤,仍然选用0.1db波纹的切比雪夫低通原型。
根据中心频率、相对带宽和要求的阻带衰减条件,我们可得出最后n=4。
2.用TUMIC画出拓扑图:
因为TUMIC里没有对称耦合微带线,所以我们采用不对称耦合微带线
将两个宽度设为相同,即实现对称耦合微带线的作用。
如图所示:
在每个耦合微带线的2、4两个端口,我们端接微带开路分支,将微带部分的长度设置为很小,而宽度设置为与端接的耦合微带线相同即可,即此部分微带基本不产生作用。
如图:
因为n=4,我们采用5个对称耦合微带线。
可知它们是中心对称的,即1和5,2和4为相同的参数。
在每两段耦合微带线连接处,因为它们的宽度都不相同,所以我们需要采用一个微带跳线来连接,如图:
注意:有小蓝点的一端为1端口,另一端为2端口。
参数设置如下图:。