如何设计3dB和0.5dB两种等波纹低通滤波器-低通滤波器截止频率在图上怎么看

  上篇文章，我们介绍了插入损耗法设计低通滤波器的步骤以及用ads设计最大平坦低通滤波器的过程，本篇文章，我们将继续为大家介绍如何设计一个等波纹低通滤波器。

  和最大平坦低通滤波器一样，我们可以将滤波器设计成两种形式，即距离信号源第一个元器件是串联电感还是并联电容两种形式。等波纹低通滤波器一般有两种：带内波纹为3dB和带内波纹为0.5dB的等波纹低通滤波器。 一、带内波纹为3dB的等波纹低通滤波器设计

设计指标如下：

阶数为5带内波纹为3dB截止频率1GHz输入输出阻抗为50Ω

根据下图，由N=5可以确定原型低通滤波器的元件值：

同时可以确定电路结构（第一个元件确定为并联电容）

同样，低通滤波器实际的元件值需要定标，低通滤波器的元件值定标公式相同，公式如下：

其中，R0=50Ω，fc=1GHz，计算出来的元件值如下：

C1=11.0826pF

L1=6.0622nH

C2=14.4452pF

L2=L1

C3=C1

完善电路图，完整电路图如下：

仿真结果如下：

可以看出，通带内有幅值为3dB的波纹，1GHz处插入损耗为3dB。 二、带内波纹为0.5dB的等波纹低通滤波器设计

设计指标如下：

带内波纹0.5dB截止频率为1GHz阻抗为75Ω在2GHz处插入损耗至少为25dB

由指标可以结合下图计算出阶数N：

N=4时衰减可以到30dB，符合要求，取N=4，确定电路结构（同样取并联电容为第一个器件），电路结构如下：

由下表可以得到低通原型滤波器的元件值

N=4时可以得到相应的g值，再利用定标公式，可以确定元器件值：

C1=3.5445pF

L1=14.2356nH

C2=5.021pF

L2=10.0494nH

注意，之前我们的源阻抗和负载阻抗一直都是阻抗值R0，这是因为我们之前设计的滤波器的阶数都为奇数，当N为奇数时，g0和gN+1都为1，源阻抗和负载阻抗的定标公式如下：

但是当N=4时，N为偶数，我们也可以从表中获知g5=1.9841，不再是1了。还需要注意的是，当离负载最近的器件为串联电感时，gN+1表示的就是负载电导值，所以原型低通滤波器的负载阻抗值为1/1.9841.因此我们设计的滤波器负载阻抗应为75/1.9841=37.8

完整的电路图如下：

仿真结果如下：

可以看到，带内波纹幅值为0.5dB，2GHz处的插入损耗为30dB，符合设计要求。 三、总结

  本篇文章为大家介绍了如何设计3dB和0.5dB两种等波纹低通滤波器，并使用ads进行设计和仿真。至此，低通滤波器的内容已经介绍完毕。后续文章会和大家讨论如何进一步将低通滤波器变换成为高通滤波器、带通滤波器等其他形式的滤波器。