LC滤波器设计.ppt

1、LC滤波器设计,目录,一、主要类型滤波器介绍 1.1巴特沃斯型滤波器 1.2切比雪夫型滤波器 1.3椭圆函数型滤波器 二、巴特沃斯型滤波器 2.1巴特沃斯低通原型滤波器传递函数 2.2由低通转高通频率变换 2.3由低通转带通频率变换 三、滤波器设计 3.1巴特沃斯低通滤波器设计步骤 3.2巴特沃斯高通滤波器设计步骤 3.3巴特沃斯带通滤波器设计 四、电容耦合谐振器式带通滤波器的设计 五、小结,1.1巴特沃斯型滤波器 巴特沃斯型滤波器（Butter-worth filter）最先由英国工程师Stephen Butterworth提出。在现代滤波器设计方法中，巴特沃斯滤波器是最为有名的滤波器。它设

2、计简单，性能没有明显缺点，因而得到广泛应用。而且其对构成滤波器的元件的Q值要求较低，易于制作和达到设计性能。 巴特沃斯滤波器的显著特点是通频带的频率响应曲线最平滑。 1.2切比雪夫型滤波器 切比雪夫型滤波器（Chebyshev filter）也称为等起伏滤波器等纹波滤波器，这一称呼来源于这种滤波器的通带内衰减特性具有等纹波起伏这一显著特点。由于允许通带内有起伏，因而其截止特性变陡峭了，同时其群时延特性也变差了。 1.3椭圆函数型滤波器 相比切比雪夫型滤波器，椭圆函数型滤波器的特性曲线在通带内和阻带内都有起伏，因此椭圆函数型滤波器具有最好的截止特性。但是，它对元件值的要求特别严格，不经过调整很难

3、实现所要设计的滤波器特性的。,一、主要类型滤波器介绍,二、巴特沃斯型滤波器,2.1巴特沃斯低通原型滤波器传递函数,2.2由低通转高通频率变换,2.3由低通转带通频率变换,三、滤波器设计,3.1巴特沃斯低通滤波器设计步骤,根据抑制度选择阶数 截止频率变换 基于实际截止频率进行元件值变换 阻抗变换 基于实际阻抗进行元件值变换,例3.1：设计一个特征阻抗50ohm，截止频率100MHz，在200MHz处抑制度30dB的巴特沃斯低通滤波器.,n=5 M=待设计滤波器的截止频率/基准滤波器的截止频率=6.283E+8 3. 4. K=待设计滤波器的特征阻抗/基准滤波器的特征阻抗 5.,例3.1最终器件值

4、及ADS仿真结果,3.2巴特沃斯高通滤波器设计步骤,1、低通传递函数变换成高通传递函数 2、根据抑制度选择阶数 3、根据归一化低通滤波器交换电容与电感位置 4、求所有元件值的倒数 5、截止频率变换 6、基于实际截止频率进行元件值变换 7、阻抗变换 8、基于实际阻抗进行元件值变换,例3.2：设计一阻抗50ohm，截止频率200MHz，在100MHz处抑制度30dB的高通滤波器。,3.3巴特沃斯带通滤波器设计,1、低通传递函数变换成带通传递函数 2、根据抑制度选择阶数 3、求出变换后电感及电容值 4、阻抗变换 5、基于实际阻抗进行元件值变换,例3.3：设计一中心频率为300MHz，3dB带宽为20

5、MHz，100MHz抑制度30dB，阻抗50ohm的带通滤波器,例3.1最终器件值及ADS仿真结果,四、电容耦合谐振器式带通滤波器的设计,谐振器耦合式滤波器适合于用来设计窄带滤波器（即Q值高的滤波器）。图4.1 是这种形式的滤波器结构示意。N阶谐振器耦合式BPF由N个谐振器和N-1个耦合元件K构成。,电容耦合谐振器式带通滤波器的设计步骤,例4.1 设计一线性中心频率300MHz，带宽20MHz，阻抗50ohm，3阶巴特沃斯型带通滤波器。,直接变换 滤波器 特征阻抗,阻抗匹配法,先进行特征阻抗变换，再采取阻抗匹配法,先进行特征阻抗变换，再采取阻抗匹配法后实际器件模型仿真结果,我们实际电路中两种滤波器的拓扑结构,怎么这上面就没有这两种拓扑结构呢？,这两种低通滤波器拓扑结构，你又会选择哪种呢？,第一种,第二种,五、小结,本文主要以工程设计为主介绍一些理论知识，实际设计时请尽量先使用ADS仿真预先调出大概参数，以及某些器件变更给指标带来的一个趋势性变化。 1、低通滤波器可以通过在电感上并联电容增加对带外某些频率的抑制度。条件允许的情况下尽量使用20页第一种拓扑结构