一種UHF波段帶通濾波器的設計
綜合上面的分析,此電路圖的元件值需要進行一定的調(diào)整。
經(jīng)過一系列的調(diào)整、仿真,最后得到如圖2 所示的電路原理圖和仿真圖。
從此電路仿真圖可以看出中心頻率準確的落在450 MHz上,帶內(nèi)插損比較小,而且?guī)庖种埔脖容^明顯,而且線圈的值相對并不是很小,實際上可以實現(xiàn),基本上符合制作要求,予以采用。到此本節(jié)設計仿真結(jié)束,下面進行此電路的制板。
3、關(guān)于橢圓函數(shù)LC帶通濾波器的電路的制板
根據(jù)第1 節(jié)得出的電路圖,可以進行電路的制板。
此過程采用軟件Protel 99 se來設計完成。
4、制作此橢圓函數(shù)LC帶通濾波器及其調(diào)試
首先是線圈的繞制。根據(jù)以上的結(jié)論,線圈的繞制是關(guān)鍵的過程。最大的是250.2 nH,最小的是19.27nH。
本 電感采用漆包線進行繞制(所以在將線圈焊制到電路板上之前,將線圈焊腳外部的漆用小刀刮去),繞制250.2nH的線圈,根據(jù)以往對電感線圈的了解和對此線圈的假設,先繞制7圈,進行測試和調(diào)節(jié)。本設計的電容是采用陶瓷貼片電容,由于該電容的Q 值比較低,因此本濾波器的帶內(nèi)插損并不能如同仿真那樣好,只能調(diào)到-4dB左右,而且本濾波器的駐波系數(shù)會比較大。
將第一個繞制的 250.2nH 的線圈和一個0.5pF 的電容焊制到電路板后,進行第一次網(wǎng)絡分析儀測量。第一次測量發(fā)現(xiàn)中心頻率發(fā)生偏移,大于450MHz,可得到,是由于線圈匝數(shù)過大造成的,因此要適當?shù)臏p小線圈的匝數(shù),然后將調(diào)整過的線圈焊制到電路板上再進行調(diào)試。此過程將進行幾次,當中心頻率落 在450MHz或十分接近450MHz的時候,表示線圈值基本準確,可以進行下一步。
將另一個繞制的250.2nH的線圈和一個0.5pF的電容,按照之前設計的電路進行焊制并用網(wǎng)絡分析儀調(diào)試。雖然此次的線圈值和第一個值是一樣的,但是由于貼片電容制作上的誤差以及線圈繞制的誤差等等因 素,使得此線圈并不是完全和第一個匝數(shù)一樣,所以還要進行多次測量調(diào)試和修改才能達到所要求的值。
最后一步是焊制,此過程與23.88nH線圈的繞制基本相同。接下來就是對整個濾波器進行調(diào)整,以達到最好的制作指標。
5、結(jié)語
要設計一個濾波器,首先要分析濾波器的技術(shù)指標,選擇合適的濾波器形式,確定濾波器的級數(shù),分析濾波器的帶外特性以及通帶特性,估算濾波器中心衰減和帶外抑 制的大小,對濾波器進行合理的設計與計算,最后要對濾波器進行仿真優(yōu)化,直至達到滿意的技術(shù)指標。接著就可以制板,并加工調(diào)試。
在調(diào)試的過程中,容易忽略電路所產(chǎn)生的寄生電容和寄生電感對整個電路的影響。在對波形進行調(diào)試的時候,只對線圈進行了調(diào)整,忽略了電容的影響。本身很小的電容在寄生 電容的疊加下,可能會比較大的改變開始仿真時候的值。在測試的時候,應該對幾個比較小的電容進行適當?shù)恼{(diào)整并測試,這樣才能比較好的滿足所要求的性能指標。
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