RF第6讲滤波器基本原理资料.ppt

最大平坦等群时延（贝塞尔）滤波器 最大平坦群时延滤波器的时延特性很好，逼近于线性，元件特性采用贝塞尔函数逼近。 这类滤波器低通原型的电路元件不对称，其元件值如下所示。 元件数N的确定和巴特沃斯滤波器相同，可由其计算公式或图表确定 椭圆函数滤波器 若已知波纹指标LAr、阻带衰减LAs和归一化阻带边频Ωs, 阻带波纹与通带波纹相同，则椭圆函数滤波器的元件数N和各元件值可以查表得到。 具体表格可以参见《射频/微波电路导论》一书，91页，表7-4。雷振亚编著，西安电子科技大学出版社，陕西 西安，2005。 n Ωs LAs g1 g2 g2’ g3 g4 g4’ g5 3 1.4493 13.5698 0.7427 0.7096 0.5412 0.7427 1.6949 18.8571 0.8333 0.8439 0.3252 0.8333 2.0000 24.0012 0.8949 0.9375 0.2070 0.8949 2.5000 30.5161 0.9471 1.0173 0.1205 0.9471 4 1.2000 12.0856 0.3714 0.5664 1.0929 1.1194 0.9244 椭圆函数元件数和元件值（波纹LAr = 0.1 dB） 设计实例 设计一个巴特沃斯低通滤波器，要求在Ωs1.4时，衰减大于10dB，求需要的元件数和对应的元件值。 解： 选择电感输入式网络； 查P147图5.16，得N≥3； 查P148表5.2可得： g0=g4=1.0 S(Ω-1), g1=g3=1.0H, g2=2.0F 低通原型与实际低通滤波器的联系 通过原型缩比，我们可以将实际低通滤波器和低通原型联系起来，如此就可以利用低通原型确定的元件值来设计低通滤波器。 低通原型的缩比有两种 阻抗变换 实际阻抗和导纳与低通原型g0的缩比 频率变换 实际（截止）频率和低通原型归一化频率的缩比 阻抗缩比（电阻变换） 通常低通原型的g0值等于1，而gn+1可能是其他值，取决于选取滤波器的类型。 实际滤波器输入阻抗一般不为1Ω（经常为50 Ω ），因此需要进行变换。 g0变换成一个较高值时，每个电感值增大，每个电容值减小，每个电阻值增大。 g0或gn+1可能是阻抗或导纳，正确的阻抗变换需要将导纳变换成阻抗值再进行变换。 由于g0 =1，导纳和阻抗一样，对其没有影响； 若gn+1是导纳需要先转换成阻抗再进行变换。 阻抗变换可在频率变换完成后进行。 g0为电阻 g0为电导 频率缩比（变换） 实际低通滤波器的衰减特性，经频率变换，变换成低通原型滤波器的衰减特性，频率变换公式为： 其中Ω是低通原型角频率； ω是实际低通滤波器角频率。 对比实际电抗与低通原型电抗 实际低通滤波器的元件值 低通原型滤波器的元件值 低通滤波器的缩比 若低通滤波器的信号源内阻为RG，截止频率为ωC，综合上述缩比，低通滤波器和低通原型存在以下关系： 频率缩比： 阻抗缩比 信号源内阻 或 导纳转换成阻抗后进行阻抗缩比 设计实例 三阶巴特沃斯原型的Ωc=1，Z0=50Ω，截止频率fc=2GHz。 解： 变换过程为：选择电感输入原型 查表可得： g0=g4=1.0Ω, g1=g3=1.0H, g2=2.0F 已知γ0=50，ωc=2πfc，由变换关系计算得L1=L3=3.979nH， C2=3.183pF。 设计实例 设计一个L-C切比雪夫型低通滤波器，截止频率为75MHz，衰减为3 dB，波纹为1dB，频率大于100MHz，衰减大于20dB，Z0=50Ω。 解： 步骤一：确定指标，特性阻抗Z0=50Ω，截止频率fc=75MHz，阻带边频fs=100MHz，通带最大衰减LAr=3dB，阻带最小衰减LAs=20dB。 步骤二：计算元件级数n，令 ，则 也可通过查图表确定 n取最接近的整数，则 n=5 设计实例 步骤三: 查表求原型元件值gi，如下表所示。 步骤四：计算变换后的元件值，实际元件值要取整数，如下表所示。 设计实例 步骤五: 画出电路和仿真特性图。 THE END barbe-joe RF Circuit Design: Theory and Application 福州大学通信工程系 许志猛 TOPIC 6 滤波器的基本原理 滤波器的基本概念 滤波器的指标和技术参数 滤波器的设计理论 滤波器的低通原型 低通滤波器缩比变换 设计实例 滤波器的基本概念 模拟滤波器是最基本的信号处理器件，主要功能是消除影响信号处理的各类噪声。 滤波器的基本原理是根据频率不同产生不同的增益，使得特定的信号被突显出来，其他频率的信号则被衰减，达到消除噪声的目的。 带通滤波器用作收发机和频谱分析仪中的选频装置 低通