使用插入损耗法设计带通滤波器

一、带通滤波器参数定标

  设w1和w2为所需带通滤波器通带的上下边频,w1为上边频,w2为下边频。则带通滤波器和低通原型滤波器的频率转换公式如下: 使用插入损耗法设计带通滤波器 其中,使用插入损耗法设计带通滤波器为通带的相对带宽。中心频率w0可以按照下式获得: 使用插入损耗法设计带通滤波器 根据下式确定元件的替换关系: 使用插入损耗法设计带通滤波器 使用插入损耗法设计带通滤波器 可以看出,由低通原型滤波器转换到带通滤波器时,串联电感被替换为串联LC电路,并联电容被替换为并联LC电路。其中,串联LC电路中的元件值为: 使用插入损耗法设计带通滤波器 加入阻抗定标公式,最终的元件值为: 使用插入损耗法设计带通滤波器 并联LC电路中的元件值为: 使用插入损耗法设计带通滤波器 加入阻抗定标公式,最终的元件值为: 使用插入损耗法设计带通滤波器

二、用ads设计带通滤波器

设计指标如下:

3dB等波纹特性的带通滤波器 中心频率为2GHz 带宽10% 阻抗为50Ω 在2.2GHz所需衰减至少为20dB

由中心频率和带宽可以确定: f0=2GHz f1=1.9GHz f2=2.1GHz

由频率定标公式可以确定在2.2GHz下,低通原型滤波器对应的频率为: 使用插入损耗法设计带通滤波器 其中, 最终算出: 使用插入损耗法设计带通滤波器 最终在下表中按照1.91-1=0.91出的频率确定N值,确定N=3 使用插入损耗法设计带通滤波器 确定N=3下的低通原型滤波器的元件值: 使用插入损耗法设计带通滤波器 确定电路结构。我们以串联电感为第一个元件,首先确定低通原型滤波器的结构: 使用插入损耗法设计带通滤波器 转换为带通滤波器时,串联电感转换为串联LC回路,并联电感转换为并联LC回路。在N=3时,有两个串联回路,一个并联回路,而且电路左右对称,两个串联回路完全相同,其元件值为: L1=L2=133.2405nH C1=C2=0.0475pF 并联回路中的元件值为: L2=0.5591nH C2=11.3271pF 最终完整的电路如下: 使用插入损耗法设计带通滤波器 仿真结果如下: 使用插入损耗法设计带通滤波器 基本符合要求。

三、总结

  本文介绍了低通原型滤波器向带通滤波器的转换,以及带通滤波器的ads设计和仿真,接下来将继续为大家介绍带阻滤波器的设计。

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