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1、 現(xiàn)代電子學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)課題: LC濾波器設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 設(shè)計(jì)時(shí)間: LC濾波器的設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)和制作LC濾波器二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備TDS2000B數(shù)字存儲(chǔ)示波器SP3060型數(shù)字合成掃頻儀MT 4080 handheld METER三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)ADS仿真 1、定k型LPF(例2.6) 設(shè)計(jì)截止頻率為50MHz,且特征阻抗為50的5階形定k型LPF。 步驟: 1)歸一化LPF的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)截止頻率進(jìn)行變換,待設(shè)計(jì)濾波器的截止頻率與基準(zhǔn)濾波器的截止頻率的比值M為: M=待設(shè)計(jì)濾波器截止頻率/基準(zhǔn)濾波器的截止頻率=50MHz/(1/2)Hz 106 2)用這個(gè)M值去除
2、基準(zhǔn)濾波器的所有電感和電容的值,得到的特征阻抗仍為歸一化特征阻抗1,而截止頻率從歸一化截止頻率1/(2)Hz變成了50Hz的濾波器的各元件參數(shù)。 3)接著把特征阻抗從1換成50。為此要求出待設(shè)計(jì)濾波器特征阻抗與基準(zhǔn)濾波器特征阻抗的比值K。 K=待設(shè)計(jì)濾波器特征阻抗/基準(zhǔn)濾波器特征阻抗=50/1 4)將中間結(jié)果濾波器的所有電感值各乘以K,將中間結(jié)果濾波器的所有電容值各除以K,即得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。 電路圖:衰減和延時(shí): 3、巴特沃斯型LPF(例3.7)的5階T形巴特沃斯型LPF。 步驟:以這個(gè)歸一化LPF為基準(zhǔn)濾波器,將截止頻率從1/(2)變換成190MHz,將特征阻抗從1換成50即可得到所要設(shè)計(jì)的
3、濾波器。M=待設(shè)計(jì)濾波器的截止頻率/基準(zhǔn)濾波器的截止頻率=1.3GHz/1/(2) 109K=待設(shè)計(jì)濾波器的特征阻抗/基準(zhǔn)濾波器的特征阻抗=50/1=50電路圖:衰減特性和反射損耗:截至頻率附近的衰減特性: 4、切比雪夫型LPF(例4.5)試設(shè)計(jì)并制作截止頻率為190MHz且特征阻抗為50的5階形切比雪夫型LPF。步驟:1) 為進(jìn)行截止頻率變換求出比值M109。2) 將歸一化的LPF的所有元件值除以M,得到了實(shí)現(xiàn)截止頻率變換的濾波器構(gòu)成元件值。3) 為了把左側(cè)端口的歸一化特征阻抗1變換成50而求比值K。4) 將所得到的濾波器元件值,將所有電感值乘以K,將所有電容值除以K。電路圖:衰減和延遲:反
4、射損耗: 5、貝塞爾型LPF(例5.3)試設(shè)計(jì)特征阻抗為50且截止頻率為300kHz的2階貝塞爾型LPF。步驟:1) 為進(jìn)行截止頻率變換求出比值M。2) 將歸一化的LPF的所有元件值除以M,得到了實(shí)現(xiàn)截止頻率變換的濾波器構(gòu)成元件值。3) 為了把兩側(cè)端口的歸一化特征阻抗1變換成50而求比值K。4) 將所得到的濾波器元件值,將所有電感值乘以K,將所有電容值除以K。電路圖:衰減和延遲: 反射損耗: 6、高斯型LPF(例6.4)試設(shè)計(jì)截止頻率為20MHz且特征阻抗為50的7階形高斯型LPF。步驟:1) 為進(jìn)行截止頻率變換求出比值M。2) 將歸一化的LPF的所有元件值除以M,得到了實(shí)現(xiàn)截止頻率變換的濾波
5、器構(gòu)成元件值。3) 為了把兩側(cè)端口的歸一化特征阻抗1變換成50而求比值K。4) 將所得到的濾波器元件值,將所有電感值乘以K,將所有電容值除以K。電路圖:衰減和延遲: 7、高通濾波器(例7.6)試依據(jù)巴特沃斯型5階歸一化LPF的數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)并制作截止頻率為190MHz且特征阻抗為50的5階T形巴特沃斯型HPF步驟:1) 為進(jìn)行截止頻率變換求出比值M。2) 將歸一化的LPF的所有元件值除以M,得到了實(shí)現(xiàn)截止頻率變換的濾波器構(gòu)成元件值。3) 為了把兩側(cè)端口的歸一化特征阻抗1變換成50而求比值K。4) 將所得到的濾波器元件值,將所有電感值乘以K,將所有電容值除以K。電路圖:仿真圖:衰減特性和延時(shí)特性 8
6、、 帶通濾波器(例8.4)試設(shè)計(jì)帶寬為190MHz,線性坐標(biāo)中心頻率為500MHz,特征阻抗為50的5階巴特沃思型BPF。步驟:1) 依據(jù)歸一化的LPF設(shè)計(jì)出一個(gè)帶通寬度等于待設(shè)計(jì)BPF帶寬、特征阻抗等于待設(shè)計(jì)BPF特征阻抗的LPF。2) 要從帶寬等于待設(shè)計(jì)BPF帶寬、特征阻抗等于待設(shè)計(jì)BPF特征阻抗的LPF變換成BPF,我們需要一種從LPF到BPF的電路元件對(duì)應(yīng)關(guān)系。 電路圖:衰減特性哈延時(shí)特性:中心頻率附近的衰減特性:9、 巴特沃斯型BRF(例9.2)試設(shè)計(jì)帶寬為190MHz,線性坐標(biāo)中心頻率為500MHz,特征阻抗為50的5階巴特沃思型BRF。 衰減特性和反射特性:制作PCB 板:要求:
7、設(shè)計(jì)一個(gè)截止頻率為25MHz,特征阻抗為50的低通濾波器。利用Altium Designer 畫(huà)原理圖及制作先新建工程: File-New-Project-PCB ProjectADD NEW TO PROJECT -sheet1 schdocADD NEW TO PROJECT -PCB1 pcbdocADD NEW TO PROJECT -PCB1 pcbdoc繪制原理圖如下,和特殊器件,擺放好器件,布線,覆銅。這樣我們的pcb板的設(shè)計(jì)就完成了,如下圖。PCB 原理圖:PCB DOC:接著我們跟隨老師去吧設(shè)計(jì)好的圖紙打印出來(lái),打印好的電路板設(shè)計(jì)圖:機(jī)器正在烘烤電路板,使紙上的電路印刷到覆銅板上:覆銅板上印刷上石墨后的效果圖:浸泡在腐蝕液中的快要腐蝕好的電路板:用大鍘刀切好的電路板雛形:插好器件:用示波器進(jìn)行調(diào)試,示波器上顯示的濾波效果:檢驗(yàn):用ADS進(jìn)行仿真:實(shí)驗(yàn)結(jié)論:我設(shè)計(jì)和制作的濾波器符合設(shè)計(jì)要求,能夠?yàn)V出特征阻抗為50,截止頻率為25MHz的低通濾波器。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及怎樣解決:?jiǎn)栴}:由于打孔的機(jī)器,針頭比較粗,使腐蝕好的電路板焊盤(pán)被打掉了,無(wú)法很好
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