LC滤波器设计..
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BW 021' L'
01' 0 ' 1 L L L S BW 0 CS
' '
LS
CP
1' L'
BW
02
CS
'C ' CP
1 LP
BW 1'C '
LP
1 1'C ' BW
三、滤波器设计
3.1巴特沃斯低通滤波器设计步骤
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 1、根据归一化LPF求出g1,g2,…,gn
1'1 ' 1 L L C
' '
C
1
1'1L'
C L
' '
L
1
1'1C '
2.3由低通转带通频率变换
1'0 0 BW 0
'
LA ( ) 10log10 [1 (
0 0 2 n ) ] BW 0
1. 2. 3. 4. 5. 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.
1. n=5
2. 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.
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20MHz，±100MHz抑制度30dB，阻 抗50ohm的带通滤波器
L( NEW ) L(OLD ) M
C( NEW )
C(OLD ) M
4. K=待设计滤波器的特征阻抗/基准滤波器的特征阻抗
5. L( NEW ) L(OLD) * K
C( NEW ) C(OLD ) K
例3.1最终器件值及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
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，不经过调整很难实现所要设计 的滤波器特性的。
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
2n LA ( ) 10log10 [1 ( ' ) ] 1
2、计算归一化耦合系数k12,k23,k34,…,kn-1,n
kn1,n 1 gn1 * gn
f * kn1,n f0
3、根据归一化耦合系数求出K12,K23,K34,…,Kn-1,n
Kn1,n
4、适当选定谐振器的电感值 5、计算端口的特征阻抗
2* pi * f 02 * L * g1 Z1 f
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
ADS 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？？？
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。
参数值
直接变换 滤波器 特征阻抗
ADS
仿真结果
参数值
阻抗匹配法
ADS
仿真结果
参数值
先进行特征 阻抗变换， 再采取阻抗 匹配法
ADS 仿真结果
参数值
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
1'
n ：滤波器的截止频率 : 滤波器的阶数 : 变量，需要衰减的频率
( LAr ) 10
10
1 ，
L Ar 常选3dB，对应
1' 即为3dB通带带宽
2.2由低通转高通频率变换
' 1 LA ( ) 10 log10 [1 ( )2n ]
' 1 1百度文库 '
2* pi * f02 * L * gn Z2 f
6、计算谐振器的谐振电容值
Cresonator 1 1 * Lresonator (2* pi * f 0 ) 2 * Lresonator
2 0
7、计算耦合电容器的值
Cn1,n Kn1,n * Cresonator
8、从谐振电容值中减去耦合电容值 9、将端口阻抗变换到实际设计阻抗
四、电容耦合谐振器式带通滤波器的设计 五、小结
一、主要类型滤波器介绍
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。
01' 0 ' 1 L L L S BW 0 CS
' '
LS
CP
1' L'
BW
02
CS
'C ' CP
1 LP
BW 1'C '
LP
1 1'C ' BW
三、滤波器设计
3.1巴特沃斯低通滤波器设计步骤
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 1、根据归一化LPF求出g1,g2,…,gn
1'1 ' 1 L L C
' '
C
1
1'1L'
C L
' '
L
1
1'1C '
2.3由低通转带通频率变换
1'0 0 BW 0
'
LA ( ) 10log10 [1 (
0 0 2 n ) ] BW 0
1. 2. 3. 4. 5. 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.
1. n=5
2. 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.
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20MHz，±100MHz抑制度30dB，阻 抗50ohm的带通滤波器
L( NEW ) L(OLD ) M
C( NEW )
C(OLD ) M
4. K=待设计滤波器的特征阻抗/基准滤波器的特征阻抗
5. L( NEW ) L(OLD) * K
C( NEW ) C(OLD ) K
例3.1最终器件值及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
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，不经过调整很难实现所要设计 的滤波器特性的。
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
2n LA ( ) 10log10 [1 ( ' ) ] 1
2、计算归一化耦合系数k12,k23,k34,…,kn-1,n
kn1,n 1 gn1 * gn
f * kn1,n f0
3、根据归一化耦合系数求出K12,K23,K34,…,Kn-1,n
Kn1,n
4、适当选定谐振器的电感值 5、计算端口的特征阻抗
2* pi * f 02 * L * g1 Z1 f
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
ADS 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？？？
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。
参数值
直接变换 滤波器 特征阻抗
ADS
仿真结果
参数值
阻抗匹配法
ADS
仿真结果
参数值
先进行特征 阻抗变换， 再采取阻抗 匹配法
ADS 仿真结果
参数值
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
1'
n ：滤波器的截止频率 : 滤波器的阶数 : 变量，需要衰减的频率
( LAr ) 10
10
1 ，
L Ar 常选3dB，对应
1' 即为3dB通带带宽
2.2由低通转高通频率变换
' 1 LA ( ) 10 log10 [1 ( )2n ]
' 1 1百度文库 '
2* pi * f02 * L * gn Z2 f
6、计算谐振器的谐振电容值
Cresonator 1 1 * Lresonator (2* pi * f 0 ) 2 * Lresonator
2 0
7、计算耦合电容器的值
Cn1,n Kn1,n * Cresonator
8、从谐振电容值中减去耦合电容值 9、将端口阻抗变换到实际设计阻抗
四、电容耦合谐振器式带通滤波器的设计 五、小结
一、主要类型滤波器介绍
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。