




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、射頻電路設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)一、微帶低通濾波器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解微帶低通濾波器之設(shè)計(jì)方法。2、學(xué)會(huì)使用微波軟件設(shè)計(jì)低通濾波器的流程,并分析結(jié)果。2b)波紋:描述通帶內(nèi)信號(hào)響應(yīng)的平坦度c)3dB帶寬:定義為通帶內(nèi)衰減3dB處上邊帶頻率和下邊帶頻率之間的差值(分?jǐn)?shù)帶寬)d)帶外抑制(阻帶抑制):在理想的情況下,希望濾波器在阻帶中具有無(wú)窮大的衰減量,但實(shí)際中只能使用有限的元件數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器,因此通常將60dB作為阻帶計(jì)算的設(shè)計(jì)值2.技術(shù)指標(biāo)a)插入損耗:定量描述功率響應(yīng)幅度和0dB基準(zhǔn)的差值33歸一化低通原型:兩種歸一化低通濾波器的實(shí)現(xiàn)方式如下圖所示,其中串聯(lián)電感和并聯(lián)電容交替出現(xiàn)。g0
2、為電路的源電阻或電導(dǎo),gi為串聯(lián)電感或并聯(lián)電容,gN+1為負(fù)載電阻或電導(dǎo)等波紋切比雪夫低通原型的值可以通過(guò)下面的公式來(lái)求取4階梯阻抗低通濾波器設(shè)計(jì)近似理論對(duì)于長(zhǎng)度為l,特性阻抗為Z0的傳輸線,其負(fù)載阻抗為ZL,則輸入阻抗公式為:對(duì)于負(fù)載阻抗為ZL特性阻抗為Z0的傳輸線,則輸入阻抗公式為:對(duì)應(yīng)的輸入導(dǎo)納為:由上式可以看出,當(dāng)負(fù)載阻抗遠(yuǎn)大于傳輸線特性阻抗的時(shí)候,傳輸線端接以負(fù)載阻抗,近似于一個(gè)電容和負(fù)載ZL并聯(lián)。6綜上所述,低通濾波器可以由級(jí)聯(lián)的微帶高、低阻抗線構(gòu)成。通常高阻抗線取大于100歐,低阻抗線取小于20歐。電感段、電容段微帶線的長(zhǎng)度可以通過(guò)下面的公式近似求得:通過(guò)linecalc工具求出
3、對(duì)應(yīng)高低阻抗微帶線的有效介電常數(shù),根據(jù)上面的公式求出對(duì)應(yīng)的導(dǎo)播波長(zhǎng),以及相應(yīng)的高低阻抗線的長(zhǎng)度.電感段微帶線的長(zhǎng)度電容段微帶線的長(zhǎng)度其中Ro為阻抗阻抗變換值,L,C為低通原型參數(shù)值微帶線的導(dǎo)波波長(zhǎng):7四、設(shè)計(jì)的流程1 、確定設(shè)計(jì)的指標(biāo)2.選擇合適的低通原型3.根據(jù)選擇的基板,計(jì)算對(duì)應(yīng)的微帶高、低阻抗線的寬度、長(zhǎng)度4 .建立濾波器仿真模型/仿真8例子:設(shè)計(jì)一個(gè)階梯阻抗低通濾波器,其通帶波紋為0.5dB,截止頻率為2GHz,要求在4GHz頻率處插入損耗小于30dB,濾波器的特性阻抗為50歐,高阻抗線取120歐,低阻抗線取20歐,基板的高度h=1.58mm,相對(duì)介電 常數(shù)為4.2,微帶厚度為0.5m
4、il.解:(1)根據(jù)指標(biāo),選擇合適的低通原型:由及下面的圖可以知道,濾波器的階數(shù)為59通帶波紋為0.5dB低通原型的衰減和歸一化頻率的關(guān)系10(2)根據(jù)Linecalc工具可以知道20歐,120歐微帶線的寬度分別為:11.27mm,0.4mm. 120歐微帶線對(duì)應(yīng)的有效介電常數(shù)為2.84,20歐微帶線對(duì)應(yīng)的有效介質(zhì)常數(shù)為3.65(lincal工具求解)(實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,一般是采用軟件工具來(lái)求微帶線的寬度)(3)對(duì)應(yīng)的5階濾波器的低通原型參數(shù)為:g0=g6=1,g1=g5=1.7508,g2=g4=1.2296,g3=2.5408(4)選擇低通原型的第一個(gè)元件為串聯(lián)電感,求對(duì)應(yīng)高、低阻抗線的長(zhǎng)
5、度:gC=300/(2*3.650.5)=78.53mmgL=300/(2*2.840.5)=89.02mm11由由1213設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)計(jì)一個(gè)奇數(shù)階的低通濾波器,截止頻率自選,階數(shù)自選,選擇的基板:介電常數(shù)2.2,厚度1mm;或介電常數(shù)9.8,厚度1mm.14Chebyshev型附錄:低通原型值:15實(shí)驗(yàn)二、微帶帶通濾波器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解微帶帶通濾波器之設(shè)計(jì)方法。2、學(xué)會(huì)使用微波軟件設(shè)計(jì)帶通濾波器的流程,并分析結(jié)果。16二、設(shè)計(jì)的流程微帶帶通濾波器的設(shè)計(jì)步驟:(1)根據(jù)設(shè)計(jì)的指標(biāo)選擇合適的低通原型(2)確定歸一化帶寬、上邊帶和下邊帶。根據(jù)濾波器特性對(duì)上、下邊帶以及中心頻率的要求,可以確
6、定其分?jǐn)?shù)帶寬為:(3)根據(jù)分?jǐn)?shù)帶寬、低通原型計(jì)算導(dǎo)納變換器的值。17三、實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)方程(1)求解導(dǎo)納變換器的值使用0.25個(gè)導(dǎo)波波長(zhǎng)耦合諧振器構(gòu)成的微帶帶通濾波器18(2)求出導(dǎo)納變換器的值后,可以根據(jù)下面的公式計(jì)算奇模、偶模阻抗(3)根據(jù)lincalc工具計(jì)算耦合微帶線的尺寸19(1)考慮到微帶線本身的損耗選擇的低通原型為通帶波紋為0.2dB的5階低通原型,其值如下。例子:濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)為:通帶5000MHz6000MHz,帶內(nèi)波紋小于0.5dB,帶外頻率4500MHz以及6500MHz處衰減大于30dB,基片介電常數(shù)為2.8,厚度為1mm。20(3) 計(jì)算導(dǎo)納變換器的值(2)確定分?jǐn)?shù)帶
7、寬21(4) 計(jì)算奇模、偶模阻抗:22 L1=9.03mm,L2=8.93mm,L3=8.9mms1=0.188mm,s2=0.635mm,s3=0.863mm w1=0.935mm,w2=1.345mm,w3=1.404mm(5) 綜合微帶線的尺寸:根據(jù)上面計(jì)算的耦合微帶線的奇模/偶模阻抗,利用Lincalc工具得到第一級(jí)的線寬W=1.682mm,縫隙S=0.092mm,太細(xì)了不能保證加工的 精度,因此將特性導(dǎo)納變?yōu)?/70來(lái)提高縫隙的寬度。由于主線的阻抗為50,所以濾波器中做要一段阻抗變換線來(lái)連接主線和濾波器 由于終端電容效應(yīng),L要減去大約0.33h ,得到的濾波器微帶耦合線的尺寸為:23
8、為了將70歐和50歐匹配,加入了一段寬為2mm,長(zhǎng)為9.0mm的/4阻抗變換器。如圖所示2425設(shè)計(jì)任務(wù):根據(jù)附錄的低通原型,設(shè)計(jì)一個(gè)中心頻率為4GHz,分?jǐn)?shù)帶寬自定1,或選擇合適的Ts,使得Tout的模150設(shè)計(jì)實(shí)例:采用AT41411設(shè)計(jì)一個(gè)共基極的2GHz的振蕩器。該管子工作在漏-發(fā)電壓5V,基發(fā)電壓0.8V可以看出諧振端口的反射系數(shù)幅度較小。51基極串聯(lián)一個(gè)6.5nH的電感的S11,對(duì)下面的電路進(jìn)行13GHz頻率掃描,得到S11的幅度信息52可以看出在頻率為2GHz處振蕩最強(qiáng) 53 對(duì)上面的電路進(jìn)行定點(diǎn)掃描,得到2GHz情況下的S參數(shù)和K,如圖所示54 將上面得到的基極串聯(lián)電感的S參數(shù)
9、,輸入Smith原圖,得到輸入穩(wěn)定性圓,并在圓圖上將1/S(1,1)點(diǎn)表示出來(lái),由于S111,因此穩(wěn)定性圓內(nèi),所有的點(diǎn)均滿足振蕩條件.1、通常是源反射系數(shù)選擇靠近1/S(1,1)的點(diǎn),但不能等于,否則對(duì)應(yīng)的負(fù)載端接應(yīng)該匹配即負(fù)載反射系數(shù)為0,而實(shí)際情況非常難做到完全匹配,因此源反射系數(shù)選擇等于1/S(1,1)容易導(dǎo)致振蕩停止 。2、為了使諧振電路沒(méi)有電阻元件,因此將源反射系數(shù)取為1-450,其對(duì)應(yīng)的阻抗為一個(gè)容抗,并且從后面的振蕩測(cè)試可以看出選擇該點(diǎn),可以使得其振蕩頻率為2GHz左右。如圖所示55 對(duì)于諧振器端,采用源反射系數(shù)為11,相位等于0,表明該電路在2GHz處于振蕩狀態(tài)。58 3)諧波平衡仿真(加入HB控件,HB noise控件,以及OSCport控件)59 相位噪
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)《三維造型與建?!?023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷
- 定西職業(yè)技術(shù)學(xué)院《細(xì)胞生物學(xué)1》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷
- 漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《普通話實(shí)訓(xùn)與測(cè)試》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)《BIM技術(shù)原理及其應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷
- 安徽省潛山二中2024-2025學(xué)年高三5月質(zhì)量調(diào)查(三)物理試題含解析
- 2025屆江蘇省大豐區(qū)萬(wàn)盈鎮(zhèn)沈灶初級(jí)中學(xué)初三下學(xué)期4月聯(lián)考化學(xué)試題試卷含解析
- 2025屆內(nèi)蒙古太仆寺旗寶昌第一中學(xué)高三第二學(xué)期期末質(zhì)量調(diào)研語(yǔ)文試題(文理合卷)試題含解析
- 遼寧省遼南協(xié)作校2025屆高三下學(xué)期聯(lián)考押題卷物理試題試卷含解析
- 上海市北郊高級(jí)中學(xué)2025年高三第六次質(zhì)量檢查生物試題含解析
- 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)珠江學(xué)院《中藥學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷
- (青海專版)2023中考化學(xué)命題研究中考真題分析及2023備考策略
- CB/T 615-1995船底吸入格柵
- 《道德與法治》六年級(jí)下《我們愛(ài)和平》課件
- 衛(wèi)生法(教學(xué)講解課件)
- 高三沖刺100天勵(lì)志主題班會(huì)課件
- 全國(guó)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證申請(qǐng)書(shū)
- 德能勤績(jī)廉個(gè)人總結(jié)的
- 中層干部崗位競(jìng)聘報(bào)名表格評(píng)分表格評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
- 思想道德與法治課件:第六章 第一節(jié) 社會(huì)主義法律的特征和運(yùn)行
- 有限空間作業(yè)及應(yīng)急物資清單
- 《個(gè)人信息保護(hù)法》解讀
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論