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选择RF和微波滤波器的几个窍门

发布时间:2018/01/19 浏览次数:331
在不了解会受到何种损害的情况下,具备高深的数字电子知识的设计师发现,当需要给无线器件确定滤波器参数时,急需复习射频基础知识。如果没有考虑滤波器类型和最低技术规格要求方面的基本要素,可能导致产品不能通过“测试”,结果产品又得重新开始设计,导致代价昂贵的生产推迟。另一方面,懂得如何准确确定滤波器参数,将有助于使生产出的产品满足客户的生产标准和功能。事实上,这种知识有助于在提高产品在市场上的成功机会的同时,控制生产费用。
在当今无线领域,激烈的扩展带宽的竞争迫使人们要更加关注滤波器的性能。如果对滤波器参数确定不准确,最终会导致频率冲突,反过来使设计组又得处理串扰、掉线、数据丢失以及网络连接中断的问题。
滤波器定义不完整或不准确这一问题产生的部分原因是目前电子市场对数字电子很热衷。根据某些统计,80%~90%的新电子设计工程师都是软件和数字方面的。知识缺口就在于此,因为不管传输的信息是否是数字形式,当信息通过无线电或微波传输时,载波信号总是遵守电磁学物理定律。
所幸的是,对滤波器性能参数的某些重要基础进行快速重温,可帮助工程师正确找出满足特定应用的滤波器。开始时如果选择正确,则能节省时间和金钱,在订购这些必不可少的元件时就能确保价廉物美。
1.了解基本响应曲线
滤波器的基本响应曲线包括:带通、低通、高通、带阻、双工器,如图1A-1F所示。每一个特定形状都决定了哪些频率可以通过,哪些不能通过。
2.包括所有必要的技术参数
经常出现这一情况,工程师给出一个需要“一个100 MHz带通滤波器”的简短要求,这一要求显然信息量太少了。滤波器供应商实在难以根据这么点信息就签单。
给出所有必要的信息从详细给出所有频率参数开始,如:
中心频率(Fo): 通常定义为带通滤波器(或带阻滤波器)的两个3 dB点之间的中点,一般用两个3 dB点的算术平均来表示。
3.不要追求不切实际的滤波器特性
工程师有时会提出如下的要求:“我需要通频带为1,490~1,510 MHz,1,511 MHz处的抑制大小为70 dB。”这一要求无法实现。实际上,抑制是逐渐变化的,不是90°急剧下降,更实际的参数为偏离中心频率约10%。
另一个情况是要求滤波器例如“抑制1,960 MHz频率以上的所有成分。”这时,工程师必须意识到不可能衰减该抑制频率直到无限高频率之间的所有频率。必须设置某些边界。更现实的方法或许是,将通频带附近的特定抑制频率衰减两到三倍。
4.争取实现合理的VSWR
常使用电压驻波比(VSWR)表示滤波器的效率,为一比值,大小在1到无穷大之间,用来表示反射能量的大小。1表示所有能量都无损耗通过。大于1 的所有值都表示有部分能量被反射,即浪费了。
但是,在实际的电子电路中,1:1 的VSWR几乎不可能达到。通常,比值1:5更实际一些。如果要求达到的值小于该值,则会降低效益成本比。