分布参数低通滤波器的仿真

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实验四 微带短截线低通滤波器的设计

实验四 微带短截线低通滤波器的设计

实验四 微带短截线低通滤波器的设计4.1 微带短截线低通滤波器设计基础4.1.1分布参数滤波元件的实现1. Richards 变换集总元件构成的滤波器通常工作频率较低,在微波频段,我们常常采用微带结构实现较好的滤波性能。

在设计得到滤波器原型之后,为了实现电路设计从集总参数到分布参数的变换,Richards 提出了一种变换方法,这种变换可以将集总元件变换成传输线段。

如图4.1所示,电感L 可等效为长为λ/8,特性阻抗为L 的短路线;电容C 可等效为长为λ/8,特性阻抗为1/C 的开路线。

图4.1 Richards 变换2. Kuroda 规则采用Richards 变换后,串联元件将变换为串联微带短截线,并联元件将变换为并联短截线。

由于串联微带短截线是不可实现的,所以需要将其转变为其它可实现的形式。

为了方便各种传输线结构之间的相互变换,Kuroda 提出了四个规则,如图4.2所示。

其中,2211/n Z Z =+;U.E.是单位元件,即电长度为λ/8、特性阻抗为UE Z 的传输线。

选用合适的Kuroda 规则,可以将串联短截线变换为容易实现的并联短截线。

图4.2 Kuroda 规则4.1.2 微带短截线低通滤波器设计步骤微带短截线低通滤波器的实现可分为四个步骤: 1. 根据设计要求进行低通滤波器原型设计;2. 采用Richard 变换将低通滤波器原型中的电感和电容转换为等效的λ/8串联和并联传输线;3. 应用Kuroda 规则将串联短截线转换为并联短截线;4. 阻抗和频率定标。

4.1.3 微带短截线低通滤波器设计实例设计一个3阶、0.5dB 等波纹低通滤波器,其截止频率为4GHz ,阻抗是50欧姆。

第一步 根据设计要求,查表得到低通滤波器原型。

111.5963g L == 221.0947g C == 331.5963g L ==第二步应用Richard变换将电感和电容转换为等效的串联和并联短截线。

低通滤波器的设计与实现

低通滤波器的设计与实现

低通滤波器的设计与实现在信号处理和通信系统中,滤波器是一种重要的工具,用于调整信号的频率分量以满足特定的需求。

低通滤波器是一种常见的滤波器类型,它能够通过去除高于截止频率的信号分量,使得低频信号得以通过。

本文将探讨低通滤波器的设计原理和实现方法。

一、低通滤波器的设计原理低通滤波器的设计基于滤波器的频率响应特性,通过选择合适的滤波器参数来实现对信号频谱的调整。

常见的低通滤波器有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器。

1. 巴特沃斯滤波器巴特沃斯滤波器是一种常见的低通滤波器,具有平坦的幅频特性,在通带内没有波纹。

其特点是递归性质,可以通过级联一阶巴特沃斯滤波器得到高阶滤波器。

巴特沃斯滤波器的设计需要确定截止频率和阶数两个参数。

截止频率确定了滤波器的频率范围,阶数决定了滤波器的陡峭程度。

常用的巴特沃斯滤波器设计方法有极点分布法和频率转换法。

2. 切比雪夫滤波器切比雪夫滤波器是一种具有优异滚降特性的低通滤波器,可以实现更陡峭的截止特性。

与巴特沃斯滤波器相比,切比雪夫滤波器在通带内存在波纹。

切比雪夫滤波器的设计需要确定截止频率、最大允许通带波纹和阶数三个参数。

最大允许通带波纹决定了滤波器的陡峭程度。

常用的切比雪夫滤波器设计方法有递归法和非递归法。

3. 椭圆滤波器椭圆滤波器是一种折衷设计,可以实现更陡峭的截止特性和更窄的过渡带宽度。

与切比雪夫滤波器相比,椭圆滤波器在通带内和阻带内都存在波纹。

椭圆滤波器的设计需要确定截止频率、最大允许通带和阻带波纹、过渡带宽和阶数五个参数。

最大允许通带和阻带波纹决定了滤波器的陡峭程度,过渡带宽决定了滤波器的频率选择性。

常用的椭圆滤波器设计方法有变换域设计法和模拟滤波器转换法。

二、低通滤波器的实现方法低通滤波器的实现方法多种多样,常见的包括模拟滤波器和数字滤波器两类。

1. 模拟滤波器模拟滤波器是基于模拟电路实现的滤波器,其输入和输出信号都是连续的模拟信号。

常见的模拟滤波器包括电容滤波器、电感滤波器和LC滤波器。

低通滤波器实验报告

低通滤波器实验报告

(科信学院)信息与电气工程学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书(2012/2013学年第二学期)题目: ____低通滤波器设计____ _____ _____ _专业班级:通信工程学生姓名:学号:指导教师:设计周数:2周2013年7月5日题目: ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ (1)第一章、电源的设计 (2)1.1实验原理: (2)1.1.1设计原理连接图: (2)1. 2电路图 (5)第二章、振荡器的设计 (7)2.1 实验原理 (7)2.1.1 (7)2.1.2定性分析 (7)2.1.3定量分析 (8)2.2电路参数确定 (10)2.2.1确定R、C值 (10)2.2.2 电路图 (10)第三章、低通滤波器的设计 (12)3.1芯片介绍 (12)3.2巴特沃斯滤波器简介 (13)3.2.1滤波器简介 (13)3.2.2巴特沃斯滤波器的产生 (13)3.2.3常用滤波器的性能指标 (14)3.2.4实际滤波器的频率特性 (15)3.3设计方案 (17)3.3.1系统方案框图 (17)3.3.2元件参数选择 (18)3.4结果分析 (20)3.5误差分析 (23)第四章、课设总结 (24)第一章、电源的设计1.1实验原理:1.1.1设计原理连接图:整体电路由以下四部分构成:电源变压器:将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2。

整流电路:将交流电压U2变为脉动的直流电压U3。

滤波电路:将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。

稳压电路:当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo的稳定。

1)变压器变压220V交流电端子连一个降压变压器,把220V家用电压值降到9V左右。

2)整流电路桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器次级电压的极性分别导通。

见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载的电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。

微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真_物联网:ADS射频电路仿真与实例详解_[共10页]

微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真_物联网:ADS射频电路仿真与实例详解_[共10页]

║260 物联网:ADS 射频电路仿真与实例详解 5式(11.7)和(11.8)中,L 和C 是低通滤波器原型的元器件值,R S 是滤波器阻抗。

2.阶梯阻抗低通滤波器的设计下面设计微带线阶梯阻抗低通滤波器,设计的详细过程可以参阅人民邮电出版社出版的《射频电路理论与设计》。

要求截止频率为3GHz ,通带内波纹为0.5dB ,在6GHz 处具有不小于30dB 的衰减,系统阻抗为50Ω。

选微带线特性阻抗最大值h Z =120Ω,特性阻抗最小值l Z =15Ω。

设计微带线阶梯阻抗低通滤波器的步骤如下。

(1)根据波纹为0.5dB 切比雪夫滤波器衰减随频率的对应关系,滤波器需为5阶,对应的切比雪夫低通滤波器原型元器件值为111.7058g C ==221.2296g L ==332.5408g C ==441.2296g L ==551.7058g C == (2)利用式(11.7)和(11.8)计算可以得到 1 1.70581518029.350l ⨯=⨯≈︒πβ 2 1.22965018029.4120l ⨯=⨯≈︒πβ 3 2.54081518043.750l ⨯=⨯≈︒πβ 4 1.22965018029.4120l ⨯=⨯≈︒πβ 5 1.70581518029.350l ⨯=⨯≈︒πβ (3)低通滤波器电路的示意图如图11.3所示,其中图11.3(a )为由低通滤波器原型元器件值构成的低通滤波器,图11.3(b )为微带线阶梯阻抗低通滤波器。

图11.3 低通滤波器电路的示意图11.1.2 微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真由上面微带线阶梯阻抗低通滤波器的理论基础,我们得到了微带线阶梯阻抗低通滤波器第11章 分布参数低通滤波器的仿真 261║的电路基本结构,本节学习如何利用ADS微带线的计算工具完成微带线的计算,以及如何设计并仿真微带线阶梯阻抗低通滤波器的原理图。

微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计指标如下。

微带低通滤波器的仿真设计

微带低通滤波器的仿真设计

微带低通滤波器的仿真设计陕西理工学院毕业设计微带低通滤波器的仿真设计王艳磊(陕西理工学院电信工程系电子信息工程专业 2007级5班陕西汉中723000)指导教师:贾建科[摘要] 在实际的应用中~射频信号的频率范围非常广~通常所用的有用信号只是在很小的频段内~因此需要通过滤波器来实现。

滤波器是用来选择性地通过或抑制某一频段信号的装置。

在高频是滤波器通常由分布参数元件构成~因为其成本低且有较高的可重复性~而绝大部分分布参数滤波器都是用微带线设计的~通过在电路板上构成电路回路来实现滤波特性。

本文简要介绍了采用高低阻抗微带线实现分布参数低通滤波器的方法~并且着重通过一个具体设计实例给出微带滤波器的整个设计过程和AWR 仿真结果。

[关键词] 微带低通滤波器 AWR 仿真Design and Simulation of Microstrip Low-pass FilterWang Yan lei(Grade 07,Class 5,Major electronics and information engineering ,Electronics and informationengineering Dept.,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi)Tutor: Jia Jian Ke[Abstract]: In practical projects, the range of frequency is very wide. Useful signal is usually used only in a narrow band, so it needs filters. Filter is a device which is used to select frequency required. At high frequency, the filter is normallycomposed of distributed parameter components because of low cost and high repeatability. Most distributed parameter filters are designed by the microstrip line and achieve performance by constituting loop on the circuit board. This article briefly describes the method of achieving low-pass filter of distribution parameters with Stepped-Impedance, L-C Ladder Type Low-pass Filters and mainly gives the entire design process and the AWR simulation results based on a specific example.[Key words]: Microstrip Low-pass Filter AWR simulation陕西理工学院毕业设计目录第一章引言 (1)1.1研究的意义 (1)1.2滤波器的发展史 (1)国内外的研究动态 ........................................... 2 1.31.4 本设计主要完成的任务 (4)第二章微波滤波器及微带电路的基本理论 ......................... 5 2.1 微波网络 ................................................... 5 2.1.1 二端口网络 ............................................... 5 2.2 滤波器的传输函数 ........................................... 6 2.2.1 Butterworth响应 (7)Chebyshev2.2.2 响应 (7)Elliptical2.2.3 Function响应 ......................................8 2.3微波滤波器的参数 (9)2.4微带线的基本理论 ............................................ 9 第三章归一化原型滤波器设计 ................................. 12 3.1归一化低通原型滤波器 ....................................... 12 3.2切比雪夫低通原型 ........................................... 13 第四章微带低通滤波器的设计与仿真............................ 15 4.1 理论计算各元件的真实值 .................................... 15 4.2 理论计算微带低通滤波器的实际尺寸 .......................... 15 4.3 AWR软件的介绍 ............................................. 16 4.4仿真与实验结果 ............................................. 16 小结 ........................................................ 21 致谢 ........................................................ 22 [参考文献] (REFERENCES) . (23)陕西理工学院毕业设计附录(A)英文文献 (24)附录(B)英文文献的中文翻译 (30)陕西理工学院毕业设计第一章引言1.1研究的意义无线通信业务的迅猛发展,在给人们的沟通和生活带来方便的同时,无线通信系统也对无线电频谱资源的需求不断增加,使得目前适宜于无线通信的频谱资源变得越来越紧张。

3 LC滤波器设计

3  LC滤波器设计

LC滤波器设计设计方法:一.通过原理图设计1.新建一个工程名为Step_Filter的工程,同时在ADS(main)主窗口中设置长度单位为millimeter。

→→2.建立低通滤波器设计单机建立原理图,命名为lpf,选择元器件建立如图1的原理图如图1设置S_PARAMETERS,“Step-size”选项改为500MHz,其他默认,如图2图23仿真点击进行仿真,仿真成功后添加S(2,1),选择dB为单位,如下图所示→最后结果如图3如图3在lpf原理图中,点击,弹出“Tune Parameters”对话框,如图4如图4然后单击lpf原理图中的C1原件,勾选“C1”选项,如图5,同样的方法添加C2,L1,就会和上面图4一样了。

图5接着设置调谐值范围,在“Tune Parameters”对话框中可以改变调谐器件的参数范围。

其中,改变Min、Max中的值可以调整调谐范围;改变Step中的值可以调整调谐的步进。

拖动“Tune Parameters”对话框中的滑块,调节参数,观察S21参数的变化,如图6图6调谐得到满意结果后,单击【Updata Schematic】按钮把调谐好的值更新到原理图。

单机【Close】结束调谐二.通过滤波器设计向导设计1.滤波器设计指标设计一个4GHz的低通滤波器,指标如下A.具有最平坦响应,通带内纹波系数小于2B.截止频率为4GHzC.在8GHz处的插入损耗必须大于15dBD.输入/输出阻抗为502.滤波器电路生成(1).在Step_Filter工程中建立一个名为Filter_micro_lpf的原理图,执行菜单命令【】→【】,弹出如图7对话框如图7选择【】,单击ok,弹出如图8对话框图8(2).单击图标,在刚建立的‘Filter_micro_lpf’原理图中出现元器件列表,如图9图9选择双端口低通滤波器模型,弹出的对话框中单击ok,并将双端口低通滤波器添加到原理图中。

(3).重新回到图8,打开【】标签页,在【】下拉列表中选择“Maximally Flat”(巴特沃兹响应)。

微波仿真论坛_microwave office 试验教程

微波仿真论坛_microwave office 试验教程

我们需要一低通滤波器(1),要求如下:(30)增益参数S21:通带内0MHz~400MHz S21>--0.5dB阻带内600MHZ以上 S21<-50dB反射系数S11:通带内0MHz~400MHz S11<-10dB老师写出实验步骤中的错误的,一个错误扣3~5分2。

你会添加Marker吗?试在S21曲线上,添加一横坐标为600MHz的Marker。

添加后需请老师签字。

(10)答:菜单或右键3。

利用所采用的数值解法的不同,对微波与射频电路EDA软件进行分类。

(10)答:根据所采用的数值解法进行分类基于矩量法仿真的EDA软件主要包括ADS(Advanced Design System)、Sonnet电磁仿真软件、IE3D 和Microwave office基于时域有限差分(FDTD)的仿真软件包括:CST MICROWAVE STUDIO、FIDELITY和IMST Empire 基于有限元的典型仿真软件是:Ansoft HFSS评分标准:能写出软件名称的,得4~6分。

2。

同上低通滤波器(1)ADS MWO相比,它在设计环境上有什么明显特点?(10)答: ADS仿真设计软件是在无线通信测试领域执业界牛耳的安捷伦(Agilent)公司的拳头产品,是顶级的无线与射频系统设计仿真软件之一功能包含:时域电路仿真、频域电路仿真、电磁仿真、通信系统仿真、DSP设计等亦提供辅助设计功能,如DesignGuide以及SimulationWizard拓展功能:b与多家晶圆厂商合作建立ADS Design Kit及Model Fileb能与其它设计模拟软件(如SPICE、NC-Verilog、Matlab等)进行Co-Simulationb丰富的组件/应用模型library以及量测/验证仪器间的连结功能与MWO相比,它在设计环境上的明显特点是:窗口化评分标准:有ADS简介,得6分;写得不祥,则得4分写出窗口化,得4分;若回答了ADS与MWO不同之处,则得2分。

低通滤波器-实验报告

低通滤波器-实验报告

1.概述低通滤波器LPF是滤除噪声用得最多的滤波器。

由于高阶有源低通滤波器的每个滤波节皆由二阶滤波器和一阶滤波器组成。

我们设计一个巴特沃兹二阶有源低通滤波器。

并使用电子电路仿真软件进行性能仿真。

(2)巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为:n c uo u A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω . . . . . . (1)其中Auo 为通带内的电压放大倍数,ωC 为截止角频率,n 称为滤波器的阶。

从(1)式中可知,当ω=0时,(1)式有最大值1;ω=ωC 时,(1)式等于0.707,即Au 衰减了 3dB ;n 取得越大,随着ω的增加,滤波器的输出电压衰减越快,滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。

当 ω>>ωC 时, n c uo u A j A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≈ωωω1)( . . . . . . (2) 两边取对数,得:lg 20cuo u n A j A ωωωlg 20)(-≈ . . . . . . (3) 此时阻带衰减速率为: -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频,该式称为计算公式。

2.工作原理图图2-1低通滤波器原理图2-2低通滤波器原理图工作原理:(1)滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。

滤波处理可以利用模拟电路实现,也可以利用数字运算处理系统实现。

滤波器的工作原理是当信号与噪声分布在不同频带中时,可以在频率与域中实现信号分离。

在实际测量系统中,噪声与信号的频率往往有一定的重叠,如果重叠不严重,仍可利用滤波器有效地抑制噪声功率,提高测量精度。

任何复杂地滤波网络,可由若干简单地、相互隔离地一阶与二阶滤波电路级联等效构成。

一阶滤波电路只能构成低通和高通滤波器,而不能构成带通和带阻。

可先设计一个一阶滤波电路来熟悉电路设计思路以及器件使用要求和软件地进一步学习。

有源滤波器地设计,主要包括确定传递函数,选择电路结构,选择有源器件与计算无源元件参数四个过程。

巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。

ads滤波器仿真实验报告

ads滤波器仿真实验报告

一.滤波器的基本原理滤波器的基础是谐振电路,它是一个二端口网络,对通带频率信号呈现匹配传输,对阻带频率信号失配而进行发射衰减,从而实现信号频谱过滤功能。

典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。

镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。

对于微波应用,这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。

Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。

在滤波器中,通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性,即L L=10lg L LLL LLL;在该式中,Pin 和PL分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。

为了描述衰减特性与频率的相关性,通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性,如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。

滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型,再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器,最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。

滤波器低通原型为电感电容网络。

其中,元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。

设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。

表1-1列出了巴特沃兹滤实际设计中,首先需要确定滤波器的阶数,这通常由滤波器阻带某一频率处给定的插入损耗制约。

图1-1所示为最平坦滤波器原型衰减与归一化频率的关系曲线。

图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线二、S 参量的描述高频S 参量和T 参量用于表征射频/微波频段二端口网络(或N 端口网络)的特性。

基于波的概念,它们为在射频/微波频段分析、测试二端口网络,提供了完整的描述。

由于电磁场方程和大多数微波网络和微波元件的线性,散射波的幅值(即反射波和透射波的幅值)是与入射波的幅值呈线性关系的。

描述该线性关系的矩阵称为“散射矩阵”或S 矩阵。

低频网络参量(如Z 、Y 矩阵等)是以各端口上的净(或总)电压和电流来定义的,而这些概念在射频/微波频段已不切实际,需重新寻找能描述波的叠加的参量来定义网络参量。

ads滤波器仿真实验报告

ads滤波器仿真实验报告

一.滤波器的基本原理滤波器的基础是谐振电路,它是一个二端口网络,对通带内频率信号呈现匹配传输,对阻带频率信号失配而进行发射衰减,从而实现信号频谱过滤功能。

典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。

镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。

对于微波应用,这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。

Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。

在滤波器中,通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性,即L A=10lg P inP LdB;在该式中,Pin 和PL分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。

为了描述衰减特性与频率的相关性,通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性,如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。

滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型,再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器,最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。

滤波器低通原型为电感电容网络。

其中,元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。

设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。

表1-1列出了巴特沃兹滤实际设计中,首先需要确定滤波器的阶数,这通常由滤波器阻带某一频率处给定的插入损耗制约。

图1-1所示为最平坦滤波器原型衰减与归一化频率的关系曲线。

图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线二、S参量的描述高频S参量和T参量用于表征射频/微波频段二端口网络(或N端口网络)的特性。

基于波的概念,它们为在射频/微波频段分析、测试二端口网络,提供了完整的描述。

由于电磁场方程和大多数微波网络和微波元件的线性,散射波的幅值(即反射波和透射波的幅值)是与入射波的幅值呈线性关系的。

描述该线性关系的矩阵称为“散射矩阵”或S矩阵。

低频网络参量(如Z、Y矩阵等)是以各端口上的净(或总)电压和电流来定义的,而这些概念在射频/微波频段已不切实际,需重新寻找能描述波的叠加的参量来定义网络参量。

微带线

微带线
1.DC-550MHz 低通,800MHz 处抑制-40dBc,插损小于等于 3dB, 带内纹波小于等于 2dB,输入输出端口驻波比小于等于 1.5。
2.DC-800MHz 低通,1100MHz 处抑制-35dBc,插损小于等于 3dB, 带内纹波小于等于 2dB,输入输出端口驻波比小于等于 1.5。
利用电磁波通过 λ 2 短路线之后,短路负载的反射系数是-1,驻波比无穷大。如图 9,
可知 λ 2 = 25mm 时,电磁波频率为 3.57GHz。根据公式计算电磁波的传播速度:[5]
v = λf = 0.05* 3.57 *109 = 1.785*108 m / s
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0 引言
本课题研究的是微带低通滤波器的设计,应用于宽带本振电路的滤波。由于器件的非线 性,本振电路会产生很多谐波和杂散,而系统是宽带的,本振信号的谐波及一些非谐波杂散 可能落入所用频带内。而这种由器件非线性产生的谐波和杂散会对整个射频电路造成严重的 影响,所以需要滤波器来降低谐波的幅度,从而保证信号质量。[1]
5.DC-2200MHz 低通,3200MHz 处抑制-35dBc,插损小于等于 3dB, 带内纹波小于等于 2dB,输入输出端口驻波比小于等于 1.5。
6.DC-2800MHz 低通,4400MHz 处抑制-35dBc,插损小于等于 3dB, 带内纹波小于等于 2dB,输入输出端口驻波比小于等于 1.5。
图 9 电磁波传播波长仿真结果
从而可以计算并联短线长度为:
l = λ0 8 = v 8 f = 1.785 *108 /(8 * 2.2 *109 ) = 10.14mm
原始电路
YC=S/Z2
单位元件 Z1

圆图。通带频率范围:0MHz-300MHz反射系数S11

圆图。通带频率范围:0MHz-300MHz反射系数S11

设计一个九级集总参数低通滤波器,电路结构如图所示,要求截止频率为450MHz,通带内增益大于-1dB,阻带内650M以上增益小于-50dB。

通带内反射系数要求小于-15dB。

要求优化参数Cost<0.5(最佳为2、使用微波基础计算器计算特性阻抗为50欧姆,负载阻抗为200+j250,取波长为1线长为5(波长线长为相对值)。

计算线长Z为2.5和3.5两处的输入阻抗、反射系数。

并画出Z为2.5时的阻抗与导纳圆图。

低通滤波器===== 设计具体要求 ======通带频率范围:0MHz-300MHz增益参数S21:通带内0MHz-300MHz S21>-0.5dB ;阻带内420MHZ以上 S21<-50dB反射系数S11:通带内0MHz-300MHz S11<-10dB ;2、为了节省成本,计划将该滤波器设计为7级结构。

你能把它设计出来吗?根据你的优化仿真结果,探讨滤波器级数与其性能的关系。

低通滤波器===== 设计具体要求 ======通带频率范围:0MHz-350MHz增益参数S21:通带内 S21>-1dB阻带内550MHZ以上 S21<-45dB反射系数S11:通带内 S11<-15dB2、简述功分器的基本技术要求及其主要特性参数。

通带频率范围:0MHz-400MHz增益参数S21:通带内0MHz-400MHz S21>-0.2dB阻带内600MHZ以上 S21<-50dB反射系数S11:通带内0MHz-400MHz S11<-10dB要求优化参数2、简述HFSS的特点及其主要应用的范围。

IVCURVEI来测量非线性器件——三极管GBJT3的特性曲线并加入调谐,分析其变化。

高通滤波器===== 设计具体要求 ======通带频率范围:550MHz以上增益参数S21:通带内S21>-2dB ;阻带内0-400MHz,S21<-50dB反射系数S11:通带内S11<-20dB;2、你会添加Marker吗?试在S21曲线上,添加一横坐标为600MHz的Marker。

模拟低通巴特沃斯滤波器

模拟低通巴特沃斯滤波器

《数字信号处理》课程设计报告设计课题模拟低通巴特沃斯滤波器专业班级姓名学号报告日期2012年11月《数字信号处理》课程设计任务书目录1 课题描述 (1)1.1 报告介绍 (1)2 设计原理 (1)2.1滤波器的分类 (1)2.1 巴特沃斯低通模拟滤波器的设计原理 (1)2.2低通巴特沃斯滤波器的设计步骤如下 (2)2.3 函数说明 (3)2.3.1buttord函数 (3)2.3.2 butter函数 (4)2.4 模拟低通滤波器的性能指标 (5)3 设计内容 (6)3.1 MATLAB简介 (6)3.2 巴特沃斯滤波器的设计步骤 (6)3.3对巴特沃斯模拟低通滤波器的仿真 (6)4 实验结果分析 (8)5 实验心得体会 (8)6.程序清单 (8)7.参考文献 (9)1 课题描述1.1报告介绍模拟滤波器的理论和设计方法已经发展的相当成熟,且有多种典型的滤波器供我们选择,如巴特沃斯(butterworth )滤波器,切比雪夫(chebyshev )滤波器,椭圆(ellipse )滤波器,贝塞尔(bessel )滤波器等。

这些滤波器都有着严格的设计公式,现成的曲线和图表供设计人员使用,而且所设计的系统函数都满足电路实现条件。

这些典型的滤波器各有特点:巴特沃斯滤波器具有单调下降到幅频特性;切比雪夫滤波器的幅频特性在带通或者阻带有等波纹特性,可以提高选择性;贝塞尔滤波器通带内有较好的线性相位特性;椭圆滤波器的选择性相对前三种是最好的,但通带和阻带内均呈现等波纹幅频特性,相位特性的非线性也稍严重。

设计时,根据具体要求选择滤波器的类型。

2 设计原理2.1 巴特沃斯低通模拟滤波器的设计原理巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数2|)(|Ωj H a 用下式表示: 2|)(|Ωj H a =Nc2)(11ΩΩ+ 公式中,N 称为滤波器的阶数。

在Ω=0时,|Ha (j Ω)|=1;Ω=Ωc 时,|Ha(j Ω)|=1/2,Ωc 是3dB 截止频率。

滤波器与双工器的设计与仿真

滤波器与双工器的设计与仿真
滤波器与双工器的设计与仿真
雷 振 亚
西安电子科技大学
滤波器的简介

原理:
对电磁波信号进行过滤,让需要的信号通过,
抑制不需要的信号。实际工作中常采用工作衰减
来描述滤波器的幅值特性,即
LA 10 lg P in P L
式中,Pin 为输出端接匹配负载时滤波器输入功率
PL
为输出端接匹配负载时负载吸收功率
1.1 低通原型滤波器
实际中常采用以下四种基本低通原型:
1.
最平坦型低通原型 数学表示式为:
LA ( ) 10lg[1 (
2n ) ] 1
式中满足关系式
LAr 10lg 1
n对应于电路所需级数。
1

1.1 低通原型滤波器
① 参数指标:通带内最大衰减 L Ar,截止频率 1 ,阻 带最小衰减 LAs 以及阻带边频 s 。
换而来。
低通原型综合法,先由衰减特性综合出低通原
型,再进行频率变换,最后用微波结构实现电路
元件。
滤波器的设计

滤波器的设计过程
1.1 低通原型滤波器
集总元件低通原型滤波器是用现代网络
综合法设计微波滤波器的基础。 低通滤波器的理想化衰减-频率特性如图:
图中: 纵坐标表示衰减
横坐标为角频率
ω 0为截止频率
1.4 同轴线滤波器的设计
(2)实际元件数值的计算:
设低通原型电路为电感输入,则在n=1~15
的元件中,n为基数的是电感元件,n为偶数的是 电容元件。求元件的实际数值时,除两终端电阻都 是50欧姆外,对电感元件的归一值要乘以
' R0 1 50 ' R0 1 2 1.971109

电磁场与微波实验九报告——分布参数滤波器实验

电磁场与微波实验九报告——分布参数滤波器实验
使用TX Line之前,在电路原理图中必须设置一个MSUB元件,此元件在Substrates中,MSUB表达的双面板材的各种属性。如果有使用微带线或者带状线,原理图中必须放置Substrates中相应的板材属性元件,告诉放置软件实际做电路板时使用的板材的各种参数,MSUB的参数有板材介质的介质参数、介质厚度(H)、金属线厚度(T)、损耗角正切等。而当使用TX Line计算时,TX Line中各种参数必须与原理图中MSUB的各种相应的参数相同,表示计算出来的数值是在此板材参数条件下的值。由于我们设置的低通滤波器的截止频率为3GHz,因而在计算左右两端的50欧姆特性阻抗的传输线的时候,输入的频率为3GHz,选用的材料是RT/Duroid 5880,介电常数为2.16,而在原理图中的MSUB便需要将介电常数改为2.16,特性阻抗输入50,电长度输入45,单位用deg,因为需要八分之一的波长线,而相应的电长度即是45度;一个完整的工作波长,其相应电长度为360度。
分布参数滤波器实验
1.实验原理
在射频、微波电路中,由于工作频率都很高,因而分立元件的寄生参数效应就变得非常明显。此时的设计工作就需要考虑这些寄生效应,从而使元件值的求解变得相当复杂。当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,则一般使用分布参数元件代替分立元件。在分布参数元件中,又以微带线和带状线最为常用。
3.实验结果
1.分布参数低通滤波器电路图
分布参数低通滤波器S参数图
分布参数低通滤波器S参数优化结果Cost
优化结果为
Cost =0.00530746
2.使用TX LINE工具
微带线特性阻抗公式
微带线
微带线
微带线
微带线
带状线特性阻抗公式
式中:
带状线

射频滤波器

射频滤波器
七、实验总结
在本次试验中,充分的利用到了学过的知识,进一步复习了低通滤波器的设计及由集总参数电路如何转换为分布参数电路。
通过本次实验,学会了滤波器的基本原理以及基本的设计方法(如巴特沃斯设计方法),并利用其方法及相应的变换规则成功地设计出微带线低通滤波器。
在设计过程中,利用了ADS电路仿真软件,根据实验参数设计出的电路拓扑结构与理论计算结果基本一致,并满足实验要求。根据仿真结果手工制作成实际的电路板,达到实验要求。本次实验理论计算,软件仿真设计,实际手工实践有效地结合在一起,这是一次非常有价值意义的设计实验。
滤波器的设计方法有如下两种:经典方法:即低通原型综合法,先由衰减特性综合出低通原型,再进行频率变换,最后用微波结构实现电路元件。软件方法:先由软件商依各种滤波器的微波结构拓扑做成软件,使用者再依指标挑选拓扑、仿真参数、调整优化。
本次实验要求使用巴特沃斯设计最平坦响应变换过程。(电路采用对称结构)
四、[变换过程]:
五、[电路设计仿真]
利用ADS仿真软件对电路进行集总参数和分布参数设计。在设计向导中输入设计要求参数,向导会自动生成集总参数形势的电路拓扑结构,连接形成仿真电路,进行仿真。观察符合要求后,再次利用向导将集总参数电路转换成分布参数的电路结构,并可以形成集总参数的电路结构模型。
连接成仿真电路,设置频率的起始为100MHz,结束点为4GHz和步长为1MHz。
图4电路结构
利用向导,根据参数设置将电路转化为分布参数的低通滤波器:
图5底层集总电路
对形成的集总参数进行电路仿真,得到的仿真图如下:
图6集总电路S参数曲线
利用相应的变换规则将电路转换成分布参数的电路形式:
图7分布电路
对形成的分布参数进行电路仿真,得到的仿真图如下:

RF实验报告

RF实验报告

电子系2006级《射频电路设计》上机实验报告要求1.设计目标Chebyshew带通滤波器,并对其参数进行优化,仿真。

滤波器性能指标如下:中心频率:(GHZ) 其中c为班级号,n为学号的最后一位带宽:20%带外抑制:>=20dB@1.15f0端口驻波:小于1.5计算得到:中心频率f0=2.27GHZ;下边频f l=2.27*0.9=2.043GHZ;上边频f h=2.27*1.1=2.497GHZ由归一化公式得到:=w c/(w u-w l) *(w/w c-w c/w)=1.4由带外抑制条件和查表的得:N=52.滤波器的仿真设计2.1建立低通原型滤波器,仿真S21、VSWR图(2)低通原型滤波器的仿真dB(S21)和VSWR1结果2.2建立阻抗反归一化的LPF的仿真S21、VSWR1 2.2.1反归一化阻抗变换R0=1*R G =50L0=1.7058*R G=85.29HL1=2.5408*R G=127.04HC0=1.2296/R G=0.0246F图(4) 反归一化低通滤波器的仿真dB(S21)和VSWR1结果2.3建立带通滤波器,并仿真S21、VSWR2.3.1中心频率2.27GHz的带通滤波器电路结构,通过Microsoft Excel 得到较精确的结果。

图(6)中心频率2.27GHz的带通滤波器dB(S21)仿真结果图(7)中可以看出:f=2.27GHZ处,VSWR1=1.00f=图(7)中心频率2.27GHz的带通滤波器VSWR1仿真结果2.4建立分布参数微波带通滤波器2.4.1分布参数带通滤波器电路三类电感所致电抗为:Z L1=w0*L1=426.45; Z L2=w0*L2=8.13; Z L3=w0*L3=635.2三类电容所致的电抗为:两类电容所致的电抗为Z C1=1/(wC1)=426.47; Z C2=1/(wC2)=8.133; Z C3=1/(wC3)=426.47;EE =45d e gF =2.27GH zZ =426.47EE=45deg F=2.27GHzZ=8.133EE=45deg F=2.27GHz Z=8.13EE=45deg F=2.27GHz Z=8.13EE =45d e gF =2.27GH zZ =426.47EE =45d e gF =2.27GH zZ =426.45EE =45d e gF =2.27GH zZ =635.2EE =45d e gF =2.27GH zZ =635.20Port1Port2EE=45deg F=2.27GHzZ=8.133EE =45d e gF =2.27GH zZ =426.47图(9) 、图(10)分布参数带通滤波器仿真结果2.4.3另外根据向导做得标准变换传输线图如下:KZ=Z1P=p1KP=p1Z=Z2KZ=Z3P=p1KP=p1Z=Z4KZ=Z5P=p1KP=p1Z=Z4KZ=Z3P=p1KP=p1Z=Z2KZ=Z1P=p12.5利用有限Q值元件建立带通滤波器并仿真,讨论电容、电感Q 值对虑波器件性能的影响。

(整理)射频分布参数滤波器的仿真.

(整理)射频分布参数滤波器的仿真.

实验4 分布参数滤波器的仿真实验目的:通过仿真理解和掌握微带滤波器的实现方法。

实验原理:1.理查德(Richards)变换通过理查德(Richards)变换,可以将集总元器件的电感和电容用一段终端短路或终端开路的传输线等效。

终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性,利用传输线的这一特性,可以实现集总元器件到分布参数元器件的变换。

2.科洛达(Kuroda)规则科洛达(Kuroda)规则是利用附加的传输线段,得到在实际上更容易实现的滤波器。

例如,利用科洛达规则即可以将串联短截线变换为并联短截线,又可以将短截线在物理上分开。

在科洛达规则中附加的传输线段称为单位元器件,单位元器件是一段传输线,当f = f0时这段传输线长为 。

3.设计步骤:1.根据设计要求选择归一化滤波器参数2.用λ/8传输线替换电感和电容3.根据Kuroda规则将串联短线变换为并联短线4.反归一化并选择等效微带线实验内容:1.设计一个微带短截线低通滤波器,该滤波器的截止频率为4GHz,通带内波纹为3dB,滤波器采用3阶,系统阻抗为50Ω。

实验步骤:微带短截线低通滤波器设计举例下面设计一个微带短截线低通滤波器,该滤波器的截止频率为4GHz,通带内波纹为3dB,滤波器采用3阶,系统阻抗为50Ω。

设计微带短截线低通滤波器的步骤如下。

(1)滤波器为3阶、带内波纹为3dB的切比雪夫低通滤波器原型的元器件值为集总参数低通原型电路如图11.29所示。

(2)利用理查德变换,将集总元器件变换成短截线,如图11.30(a)所示,图中短截线的特性阻抗为归一化值。

(3)增添单位元器件,然后利用科洛达规则将串联短截线变换为并联短截线,如图11.30(b)所示,图中短截线的特性阻抗为归一化值。

(4)与图11.29对应的微带短截线滤波电路如图11.30(c)所示,图11.30(c)中归一化特性阻抗已经变换到实际特性阻抗。

图11.29 集总参数低通原型电路图11.30(a)集总元器件变换成短截线的低通电路图11.30(c)微带短截线低通滤波电路ADS仿真步骤:1.创建原理图2.利用ADS的工具tools完成对微带线的计算下面利用ADS软件提供的计算工具tools,完成对微带短截线尺寸的计算。

低通滤波器仿真实验

低通滤波器仿真实验

图 6-17 系统函数模块的参数设置Ⅰ
图 6-18 系统函数模块的参数设置Ⅱ
⑵重复实验内容 1 中的步骤⑵,并将系统函数的参数填入表 6-3 对应的栏目中。
表 6-3

R ()
f c ( Hz )
B f ( Hz)
A1
A0
B1
B0
10 100 1000
四、实验报告 1.粗略画出实验内容 1 中步骤⑴的幅频特性曲线,标出截止频率点。 2.写出幅频特性曲线、截止频率、通频带宽度与电路参数或系统参数的关系。 五、预习要求 1.预习 RC 电路频率特性的特点、截止频率、频带宽度等概念。 2.预习系统模拟及系统函数等概念。 3.预习实验内容,熟悉实验中所使用的测量仪器和控制器件的使用方法。
图 6-2 所示。
图 6-4 一阶 RC 低通滤波电路
当 0 时, H ( ) 1 , ( ) 0 ;当
时, H ( ) 0 , ( ) 90 。
1 1 1 时, H ( ) , ( ) 45 ;当 RC 2
H ( ) H ( ) e j ( )
其中:模 H ( ) 随 变化的规律称为系统的幅频特性;辐角 ( ) 随 变化的规律称为系统 的相频特性。
28
频率特性不仅可用函数表达式表示, 还可用随频率 f (或 )变化的曲线来描述, 如图 6-2 所示。
(Gain)
幅频特性
V1 ( s ) H (s)
1 RC s 1 RC
V2 (s)
图 6-7 一阶系统模拟框图
图 6-8
一阶系统函数模拟框图
31
三、实验内容与方法 1.RC 低通滤波电路 ⑴按图 6-9 连接电路并设置参数;用波特仪观察频率特性曲线,并测量截止频率 f c 。 ⑵改变电阻 R ,观察频率特性曲线的变化,并将测量结果填入表 6-1 对应的栏目中。
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第11章分布参数低通滤波器的仿真当频率不高时,集总元器件滤波器工作良好,但当频率达到或接近GHz时,滤波器通常由分布参数元器件构成,这是由于两个原因造成的,其一是频率高时电感和电容应选的元器件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元器件;其二是此时工作波长与滤波器元器件的物理尺寸相近,滤波器元器件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应。

本章讨论由分布参数构成的低通滤波器,分布参数低通滤波器可以由阶梯阻抗低通滤波器或短截线低通滤波器实现,本章主要介绍利用ADS软件设计分布参数低通滤波器的方法。

本章将首先给出分布参数低通滤波器的理论基础,然后讨论如何利用ADS软件设计、仿真、调谐与优化分布参数低通滤波器,针对微带线阶梯阻抗低通滤波器和短截线低通滤波器,本章将完成符合技术指标的滤波器原理图和布局图。

11.1 微带阶梯阻抗低通滤波器的仿真阶梯阻抗低通滤波器也称为高低阻抗低通滤波器,它是一种结构简洁的电路,其由很高和很低特性阻抗的传输线段交替排列而成,结构紧凑,便于设计和实现。

本节将给出符合技术指标的微带线阶梯阻抗低通滤波器原理图,并由原理图给出阶梯阻抗低通滤波器版图。

11.1.1 微带阶梯阻抗低通滤波器的理论基础1.短传输线段的近似等效电路阶梯阻抗低通滤波器是由特性阻抗很高或很低的短传输线段构成,短传输线段的近似等效电路需要讨论。

一段特性阻抗为、长度为的传输线的Z矩阵为一段传输线的网络参量与集总元器件T形网络的网络参量有等效关系,集总元器件T形网络的构成如图11.1所示。

集总元器件T形网络的Z矩阵为假定集总元器件T 形网络由电感和电容构成,如图11.2(a )所示,若假定传输线有大的特性阻抗和短的长度(),一段短传输线与集总元器件T 形网络的等效关系为若假定传输线有小的特性阻抗和短的长度(),一段短传输线与集总元器件T形网络的等效关系为2Zi11Zi23Z_++_1V2V从前面的讨论可以知道,一段特性阻抗很高的传输线可以等效为串联电感,如图11.2(b)所示,而且传输线的特性阻抗越高所需的传输线长度越短;一段特性阻抗很低的传输线可以等效为并联电容,如图11.2(c)所示,而且传输线的特性阻抗越低所需的传输线长度也越短。

正是因为上面的原因,等效为电感的传输线通常选实际能做到的特性阻抗的最大值,等效为电容的传输线通常选实际能做到的特性阻抗的最小值。

设传输线能做到的特性阻抗的最大值和最小值分别为Zh和Zl,等效为串联电感和并联电容所需传输线的长度为式(11.7)和(11.8)中,和是低通滤波器原型的元器件值,RS是滤波器阻抗。

2.阶梯阻抗低通滤波器的设计下面设计微带线阶梯阻抗低通滤波器,设计的详细过程可以参阅人民邮电出版社出版的《射频电路理论与设计》。

要求截止频率为3GHz,通带内波纹为0.5dB,在6GHz处具有不小于30dB的衰减,系统阻抗为50Ω。

选微带线特性阻抗最大值 =120Ω,特性阻抗最小值 =15Ω。

设计微带线阶梯阻抗低通滤波器的步骤如下。

(1)根据波纹为0.5dB切比雪夫滤波器衰减随频率的对应关系,滤波器需为5阶,对应的切比雪夫低通滤波器原型元器件值为(2)利用式(11.7)和(11.8)计算可以得到(3)低通滤波器电路的示意图如图11.3所示,其中图11.3(a)为由低通滤波器原型元器件值构成的低通滤波器,图11.3(b)为微带线阶梯阻抗低通滤波器。

11.1.2 微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真(1)由上面微带线阶梯阻抗低通滤波器的理论基础,我们得到了微带线阶梯阻抗低通滤波器的电路基本结构,本节学习如何利用ADS微带线的计算工具完成微带线的计算,以及如何设计并仿真微带线阶梯阻抗低通滤波器的原理图。

微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计指标如下。

滤波器响应为低通滤波器。

滤波器通带频率范围为0GHz到3GHz。

通带内衰减小于1dB。

在6GHz 时衰减大于30dB。

系统特性阻抗选为50Ω。

设计滤波器时,选微带线特性阻抗的最大值为120Ω。

设计滤波器时,选微带线特性阻抗的最小值为15Ω。

微带线基板的厚度选为1mm,基板的相对介电常数选为2.7。

1.创建项目下面将创建一个分布参数低通滤波器项目,本章所有的设计都将保存在这个项目之中。

创建项目的步骤如下。

(1)启动ADS软件,弹出主视窗。

(2)选择主视窗中【File】菜单→【New Project】,弹出【New Project】对话框,在【New Project】对话框中,输入项目名称和这个项目默认的长度单位,这里项目名称定为Microstrip Filter_Lowpass,默认的长度单位选为millimeter。

(3)【New Project】对话框如图11.4所示,单击【New Project】对话框中的【OK】按钮,完成创建分布参数低通滤波器项目。

2.创建原理图在MicrostripFilter_ Lowpass项目中创建一个阶梯阻抗低通滤波器的原理图,这个原理图命名为Filter_SteppedImpedance1。

创建原理图的方法很多,这里创建新原理图的步骤如下。

(1)在主视窗中选择【File】菜单→【New Design】,弹出【New Design】对话框,在【New Design】对话框中,输入新建的原理图名称Filter_SteppedImpedance1,并选择对话框【Create New Design in】项中的New Schematic Window(新建原理图视窗),以及选择【Schematic Design Templates】(原理图设计模板)项中的none,【New Design】对话框如图11.5所示。

(2)单击【New Design】对话框中的【OK】按钮,完成创建原理图,新建的原理图Filter_SteppedImpedance1自动打开。

3.利用ADS微带线的计算工具完成对微带线的计算原理图设计中提供了多种计算工具,使用者可以利用计算工具提供的图形化界面进行设计。

ADS软件中的工具tools,可以对不同类型的传输线进行计算,对于微带线来说,可以进行物理尺寸和电参数之间的数值计算,例如,若给定微带线的特性阻抗,可以计算微带线的宽度。

下面利用ADS软件提供的计算工具,完成对微带线的计算。

(1)在原理图Filter_SteppedImpedance1上,选择【tools】菜单→【LineCalc】→【Start LineCalc】命令,弹出【LineCalc】计算窗口,【LineCalc】计算窗口如图11.6所示。

11.1.2 微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真(2)图11.6是【LineCalc】计算窗口的初始状态,在图11.6中各参量的含义如下。

Type为需要计算的传输线类型,有多种传输线类型供选择,默认的传输线类型为微带线。

Substrate Parameters表示传输线的基层参数,传输线有多种基层参数需要确定。

Er表示微带线基板的相对介电常数。

Mur表示微带线基板的相对磁导率。

H表示微带线基板的厚度。

Hu表示微带线的封装高度。

T表示微带线的导体层厚度。

Cond表示微带线导体的电导率。

TanD表示微带线中介质层的损耗角正切。

Rough表示微带线表面的粗糙度。

Freq表示在进行计算时采用的中心频率。

Physical表示传输线的物理结构,微带传输线的物理结构包括中心导带的宽带和长度。

W表示微带传输线中心导带的宽带。

L表示微带传输线中心导带的长度。

Electrical表示传输线的电指标,微带传输线的电指标包括特性阻抗和相移。

Z0表示计算时微带线特性阻抗的值。

E_Eff表示计算时微带线的相移。

Synthesize表示由微带线的电指标参数计算微带线的物理尺寸。

Analyze表示由微带线的物理尺寸计算微带线的电指标参数。

(2)在【LineCalc】计算窗口,在已知传输线的特性阻抗和相移的前提下,计算微带线的宽度和长度。

在【LineCalc】计算窗口选择如下。

Type选择为MLIN,意为计算微带线。

Er=2.7,表示微带线基板的相对介电常数为2.7。

Mur=1,表示微带线的相对磁导率为1。

H=1mm,表示微带线基板的厚度为1mm。

Hu=1.0e+033mm,表示微带线的封装高度为1.0e+033mm。

T=0.05mm,表示微带线的导体层厚度为0.05mm。

Cond=5.8E+7,表示微带线导体的电导率为5.8E+7。

TanD=0.000 3,表示微带线的损耗角正切为0.000 3。

Rough=0mm,表示微带线表面粗糙度为0 mm。

Freq=3GHz,表示计算时采用频率3GHz。

Z0=15Ohm,表示计算时特性阻抗采用15Ω。

E_Eff=29.3deg,表示计算时微带线的长度时,采用29.3°相移。

上述设置完成后,单击【LineCalc】计算窗口中的Synthesize按钮,在【LineCalc】窗口中显示出计算结果如下。

W=12.86mm,表示微带线的宽度为12.86mm。

L=5.15mm,表示微带线的长度为5.15mm。

这时的【LineCalc】计算窗口如图11.7所示。

(3)继续使用【LineCalc】计算窗口进行计算,需要计算的数据如下。

特性阻抗为120Ω,相移为29.4°时微带线的宽度和长度。

特性阻抗为15Ω,相移为43.7°时微带线的宽度和长度。

特性阻抗为50Ω时,微带线的宽度。

通过上述计算得到的数据,是微带线阶梯阻抗低通滤波器的尺寸,滤波器的阶数为5阶,滤波器由5段传输线段构成。

由上述计算得到的微带线的宽度和长度列表如下。

11.1.2 微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真(3)表11.1 计算微带线的尺寸4.设计原理图在Filter_SteppedImpedance1原理图上,根据图11.3搭建阶梯阻抗低通滤波器原理图电路,低通滤波器使用微带线搭建。

(1)在原理图的元器件面板列表上,选择微带线【TLines-Microstrip 】,元器件面板上出现与微带线对应的元器件图标,如图11.8所示。

(2)在微带线元器件面板上选择MLIN ,5次插入到原理图的画图区,MLIN 是一段长度的微带线,可以设置这段微带线的宽度W 和长度L 。

分别双击画图区的5个MLIN ,将5个MLIN 的数值分别设置如下。

TL1微带线设置为宽度W=12.86mm ,长度L=5.15mm 。

节等效的元器件特性阻抗相移微带线的宽度 微带线的长度 1 并联电容 15Ω 29.3° 12.86mm 5.15mm 2 串联电感 120Ω 29.4° 0.40mm 5.81mm 3 并联电容 15Ω 43.7° 12.86mm 7.68mm 4 串联电感 120Ω 29.4° 0.40mm 5.81mm 5 并联电容 15Ω 29.3° 12.86mm 5.15mm系统阻抗50Ω2.63mmTL2微带线设置为宽度W=0.40mm,长度L=5.81mm。

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