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一種EOC專用雙工濾波器的仿真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2010-12-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要 闡述了設(shè)備上的設(shè)計(jì)方法。濾波器由LC低通濾波器和LC高通濾波器組合而成,通過ADS2005仿真計(jì)算,研究了貼片電容和空心線圈電感,在FR-4板材上實(shí)現(xiàn)高性能濾波器的可行性。通過優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了隔離度和帶外抑制性能,對(duì)研制的濾波器電感線圈匝間距進(jìn)行實(shí)驗(yàn)微調(diào),產(chǎn)品匹配性良好,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞 濾波器;FR-4板材;電感;電容

目前市場上的是由低通濾波器和高通濾波器組合在PCB上的三端口微波器件,分別為混合頻率輸入端、低頻輸出端、高頻輸出端。根據(jù)目前中國國內(nèi)廣電市場的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn),雙工器的頻率范圍為0~30MHz,47~1 GHz;O~65MHz,87~1GHz等,以適應(yīng)不同地域的頻帶劃分。在國家規(guī)劃廣電、電信等網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)合一工程中,目前成為其中基帶以及調(diào)制等主要設(shè)備上應(yīng)用最多并且關(guān)鍵的微波元件,其中的反射、傳輸、隔離度、帶外抑制都是影響網(wǎng)絡(luò)信號(hào)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)。
文中介紹的雙工濾波器頻段為0~30MHz,47~1GHz,業(yè)內(nèi)稱作30/47雙工,射頻阻抗75Ω,指標(biāo)要求為各個(gè)端口反射-20 dB,傳輸損耗在1 dB以內(nèi),帶外抑制-50 dB,頻帶間隔離度-50 dB。其基本結(jié)構(gòu),如圖1所示。
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該雙工器采用模塊化結(jié)構(gòu),可批量生產(chǎn),并且測試、安裝、調(diào)試方便。雙工器的PCB材質(zhì)采用FR-4板材,介電常數(shù)ε值約為4.3~4.9,標(biāo)準(zhǔn)值為4.6?;搴穸? mm;覆銅厚度0.03 mm。金屬電導(dǎo)率:5.78e+7。雙面敷銅,正為空心線圈電感,背面為貼片電容,外部加裝金屬屏蔽殼并接地。
電感和電容值采用數(shù)學(xué)模型計(jì)算并采用計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行多次驗(yàn)證,通過逐步改變電容和電感的值,使仿真結(jié)果符合預(yù)定設(shè)計(jì)要求,在生成實(shí)物樣品后在通過微調(diào)電感線圈的匝間距完善雙工器的指標(biāo),其重點(diǎn)和難點(diǎn)在于電容電感值不易選取,殼體過小使電感之間的影響較大,批量生產(chǎn)一致性不好等問題,文中將系統(tǒng)闡述如何解決。

1 濾波器設(shè)計(jì)
30/47雙工采用橢圓函數(shù)濾波器模型,如圖2所示。根據(jù)橢圓函數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)原理可計(jì)算出其中的電容、電感參數(shù)值,如表1所示。其中低通部分3組LC回路參數(shù)為對(duì)稱參數(shù),元件值相同。電路采用分立電感、電容元件的設(shè)計(jì)方案,主要是調(diào)試方便,帶外抑制、隔離度較好。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/187686.htm

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計(jì)算出電感電容值后,還需考慮PCB布線、元件排列、電感之間的互感等因素,其中PCB布線能夠增加電路的寄生電容和寄生電感,寄生電容占主要部分,這就需要在調(diào)試過程中對(duì)元件的取值進(jìn)行二次修正。


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