一種濾波器設(shè)計(jì)的技術(shù)途徑

1 引言

標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字調(diào)諧濾波器主要由諧振器、PIN二極管開(kāi)關(guān)電容陣列、數(shù)字接口PIN二極管驅(qū)動(dòng)電路組成。數(shù)字控制及驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)8位二進(jìn)制碼生成24路高低電平（由外加偏置電壓決定）來(lái)控制PIN二極管的導(dǎo)通和截止,進(jìn)而選取電容陣列中不同電容網(wǎng)絡(luò),與諧振電路組合完成不同頻率點(diǎn)的濾波特性。

2 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)該系列產(chǎn)品具有工作頻率較

高、跳頻速度較快、選頻性能好、調(diào)諧精度較高、體積小等特點(diǎn),擬采用如下設(shè)計(jì)方案：

1) 將數(shù)字調(diào)諧濾波器分成兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì),一部分為數(shù)字控制部分,一部分為射頻部分,兩部分電路使用隔離膜隔離并采用“積木式”結(jié)構(gòu)組裝。

2) 內(nèi)電路采用環(huán)氧及聚四氟乙烯PCB電路板作為載體,數(shù)字控制電路部分將采用環(huán)氧PCB板裝配,射頻諧振回路部分采用聚四氟乙烯PCB板裝配,這樣從工藝上保證了射頻電路部分的高頻特性。

3) 依據(jù)PCB板的設(shè)計(jì)原則,采用Protel軟件進(jìn)行版圖設(shè)計(jì),并使用軟件ORCAD或Candense進(jìn)行仿真驗(yàn)證。數(shù)字控制電路及射頻電路所用的元器件均采用表貼式封裝結(jié)構(gòu)。

4) 考慮到模塊的應(yīng)用環(huán)境及以后的推廣應(yīng)用,擬采用金屬殼體氣密性封裝,輸入輸出端插針式的結(jié)構(gòu)。

3.3 射頻功率容量
此參數(shù)為數(shù)字調(diào)諧濾波器的重要參數(shù)之一,可調(diào)諧濾波器與普通濾波器的主要區(qū)別是,普通濾波器均由無(wú)源元件構(gòu)成,而調(diào)諧濾波器中為非線性有源器件。其中1dB壓縮點(diǎn)是指插損增加1dB時(shí),調(diào)諧濾波器輸入的功率電平。此時(shí)加在有源調(diào)諧元件上的峰值電壓接近實(shí)際的直流偏置電壓。對(duì)于PIN二極管來(lái)說(shuō),功率容量隨反向偏置電壓的升高逐漸增強(qiáng),但必須保證射頻峰值電壓與偏置電壓的和不能大于元件本身的反向截止電壓。

3.4 偏置電壓的選取
偏置電壓使PIN二極管處于反偏狀態(tài),此時(shí)的電流很小（1mA）。對(duì)于一般的

濾波器來(lái)說(shuō)偏置電壓30V甚至低至12V就可以正常工作。但隨著偏置電壓的升高,

濾波器的功率容量和交調(diào)特性都會(huì)得到明顯的改善,試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)偏置電壓為

100VDC時(shí),濾波器的功率容量和三階交調(diào)特性較好