第6章 射频滤波器的设计

742120220112210???????????????????????????????????xxsxlxusxlxlsminfbwffffbwfffmhzfffbwfff??273计算元件节数n??????????????????sllarasn110101cosh110110coshn取整数34查表得原型元件值gi5带通变换286画出电路进行仿真29三分布参数滤波器1richard变换短截线实现lcininzjztglyjytgl00????????短开2高低阻抗线实现串联l并联c设计lpf??000cossin121012sincos0110112cos1214sin12jzjxjxajzjbxbxbjxxbbzjbxb?????????????????????????????????????????????00221cos2sin2sinsin2sin2cos2ppxztglvbylv??????????????????????利用0000sin8
jX / 2 1
1 cos 2sin / 2 X 2Z 0tg (l / 2v p ) 利用 B Y sin( l / v ) sin 2sin( / 2) cos( / 2) 0 p C =Y0 l / v p B Y0 sin( l ) Y0 l C l / 8: L Z0l / v p X 2Z 0tg ( l / 2) Z 0 l L
2
1.2.2 优化函数（低通）
5
(1).最平坦响应(Butterworth)
L 1 2 N ：容差系数 N：阶数 1, L 3dB
阻带衰减：
N Ls 10 lg(1 2 s )

滤波技术干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰常用滤波电路怎样制作有效的滤波器正确使用滤波器滤波器的作用信号滤波器电源滤波器切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。

满足电源线干扰发射和抗扰度要求满足抗扰度及设备辐射发射要求信号线滤波器干扰源滤波器类型1、按滤波原理分：反射式、吸收式2、按结构分：有源滤波器、无源滤波器3、按频率特性分：低通、高通、带通、带阻4、按用途分：信号选择滤波器、电磁干扰滤波器滤波器特性插入损耗：频率特性插入损耗随频率变化（通带、阻带）阻抗特性滤波器输入输出阻抗直接影响插入损耗特性（失配、匹配）额定电压额定电流安全性能耐压、漏电流、绝缘、温升等2120UUlgIL=无滤波器时信号源在负载侧产生的电压接滤波器时信号源在负载侧产生的电压滤波器频率特性衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频率低通滤波器类型CΓTL反Γπ电路与插入损耗的关系204060801005阶4阶3阶2阶1阶20N/十倍频程6N/倍频程插入损耗dB确定滤波器阶数50 100欲衰减20dB 4 ×6=24 >20至少4阶滤波器10 1001 ×20 = 201阶滤波器就可以了为了保险，可用2阶欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度滤波器类型低通高通带通带阻根据阻抗选用滤波电路源阻抗电路结构负载阻抗高C、π、多级π高高Γ、多级Γ低低反Γ、多级反Γ高低L、多级L低规律：电容对高阻，电感对低阻插入损耗的估算Fco= 1/(2πRp C)Z L~Zs、Z并联CI L=20l g(ωC Rp)ILI L=20l g(ωL/R s)Fco= Rs/(2πL）Zs、Z串联~Zs LZsZ L损耗滤波器选用具有高损耗系数或高损耗角正切的材料，把高频电磁能量通过涡流转换成热能。

例如：铁氧体管，铁氧体磁环，磁环扼流圈等。

1、铁氧体管，如图把铁氧体管套在信号线或电源线上，衰减高频干扰信号。

《射频电路理论与设计（第2版）》
（2）带宽。任何一个网络都只能在单一频率上实现匹
配，欲展宽带宽，电路设计要在简单性、带宽以及造 价之间有所权衡。 （3）可实现性。可实现性既要考虑生产工艺的可实现 性，又要考虑尺寸要求的可实现性。 （4）可调ຫໍສະໝຸດ 性。变化的负载需要可调整的匹配网络。
《射频电路理论与设计（第2版）》
图6.2 负载位于归一化单位电导圆内时 L形匹配的圆图图解
《射频电路理论与设计（第2版）》
《射频电路理论与设计（第2版）》
2. 负载位于1+jx圆(归一化单位电 阻圆)内
图6.4 负载位于归一化单位电阻圆
《射频电路理论与设计（第2版）》
3. 负载位于1+jx圆和1+jb圆外
图6.5 负载位于归一化单位电阻和电导圆外时 L形匹配的圆图图解
《射频电路理论与设计（第2版）》
6.1
匹配网络的目的及选择方法
集总参数元件电路的匹配网络设计
6.2
6.3
分布参数元件电路的匹配网络设计
6.4
混合参数元件电路的匹配网络设计
《射频电路理论与设计（第2版）》
6.1 匹配网络的目的及选择方法
1. 匹配网络的目的
匹配包括两个方面，一个是传输线与负载之间的 匹配；一个是信源与负载之间的共轭匹配。传输线与负 载之间的匹配，是使传输线无反射、线上载行波或尽量 接近行波的一种技术措施。
载与传输线间L形
匹配网络共有8种 组合，如图6.1所 示。 图6.1 8种负载与传输线间L形匹配网络
《射频电路理论与设计（第2版）》
双元件负载匹配网络采用图6.1中的哪种形式，取 决于归一化负载阻抗在史密斯圆图上的位置。有3种可能 性，下面分别加以讨论。

ADS教程第6章实验六、滤波器：设计指导、瞬态和矩量法仿真概述这节将说明在ADS中创建滤波器和使⽤瞬态仿真器的基本操作。

设计指导是⽤来构建⼀个集总元件滤波器，矩量法（Momentum）是⽤来测试微带滤波器。

任务●运⽤设计指导构建⼀个200MHz中频低通集总参数滤波器●构建⼀个1.9GHz射频带通微带滤波器●在微带滤波器中完成瞬态分析●⽤矩量法（Momentum）仿真微带滤波器●选学——DAC（数据通路元件）练习⽬录1.改变项⽬，开始运⾏设计指导 (96)2.放⼊⼀个LPF（低通滤波器）Smart元件并设计滤波器 (97)3. 1.9GHz微带带通滤波器 (99)4.在微带滤波器中的瞬态分析 (101)5.在电路版图（layout）中进⾏矩量法（Momentum）仿真 (104)6.选作：数据通路元件（Data Access Component）的阻抗响应 (110)步骤1.改变项⽬开始运⾏设计指导。

以下步骤将说明⼀个设计指导怎样既快速⼜准确地⽣产⼀个滤波器。

其⽅法与E-syn类似，但对期望的响应和拓扑结构有更多的选择和更强的控制。

a．进⼊ADS主窗⼝，然后点击File>open Project。

b．如果你被提⽰保存所有你当前的⽂档，选择Y es to All，然后打开你先前的任务system_prj。

c．新建⼀名为filter_lpf的原理图。

d．确认该原理图是当前你的屏幕上唯⼀打开的原理图。

现在我们将通过以下三个步骤开始该过程。

●点击命令DesignGuide >Filter。

●出现对话框后，选择Filter Control Window并点击OK。

然后找到新窗⼝Filter DesignGuide。

在下⼀步，你从⾯板放⼊⼀个smart元件之后该窗⼝将被激活。

在滤波器设计指导控制窗⼝中点击Component Palette —All图标（如xia下图所⽰）。

在你的原理图窗⼝中会⽴即出现元件⾯板。