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超快速设计LC滤波器

 goandlove 2019-06-03

仿真软件的出现,让射频设计变得简单起来。今天来谈谈LC滤波器设计。虽然LC滤波器的抑制度可能不能做的太好,但是胜在便宜而且使用方便,所以做电路设计时,应用还是比较多。

以下介绍的流程,在2GHz以下,亲证都很好使。往上的频率,没有验证过了。频率越高,电感和电容的值就越小,能忍受的器件容差变小,且受板子寄生参数的影响增大,一致性会比较差。

首先,打开Genesys软件。没错,又是Genesys。虽然ADS也有类似的滤波器设计模块,但是个人觉得,Genesys设计滤波器的界面更加友好。

打开Passive Filter,这是专门设计LC滤波器的模板。Microwave Filter模板也很好用,主要用来计算微带滤波器,计算出来的初始数据,基本上直接就可以用来加工。不过,今天的主角是Passive Filter模板。

Passive Filter模板上,你可以设计低通、高通、带通、带阻LC滤波器。

一般来说,在带内波动可以接受的情况下,优先选择chebyshev滤波器,因为它具有比较好的选择性。所以,今天主要以Bandpass Chebyshev为例。

 先来介绍一下各个Subtype的含义。

Minimum Capacitor: 先是串联谐振,再并联谐振。此种滤波器适用于3dB带宽大于30%时宽频段应用。三阶滤波器的话,会有三个电容和三个电感。

Minimum Inductor: 先是并联谐振,再串联谐振。此种滤波器适用于3dB带宽大于30%时宽频段应用。三阶滤波器的话,会有三个电容和三个电感。

Top C Coupled: 低端抑制度高于高端抑制度,使用于3dB带宽小于30%的滤波器。三阶滤波器需要7个电容以及3个电感。

Top C TEM Resonator:没找着相关说明。希望高手指教。

Top L coupled: 高端抑制度高于低端抑制度,使用于3dB带宽小于30%的滤波器。三阶滤波器需要7个电感以及3个电容。这种电感耦合式,比较适合做可调滤波器。

Shunt C coupled:高端抑制度高于低端抑制度,使用于3dB带宽小于30%的滤波器。三阶滤波器需要7个电容以及3个电感。

Tubular: 高端抑制度高于低端抑制度,使用于3dB带宽小于30%的滤波器。三阶滤波器需要8个电容以及3个电感

Symmetry perserving:能兼顾窄的相对带宽同时,保证对称的两端抑制度。

通过Genesys计算出初值后,然后运用ADS的版图仿真进行计算。以前文章讲过,对于3GHz以下,版图仿真还是很准的。

经过版图仿真后,你会发现,计算出来的结果和原理图有不同。可能中心频率偏低了,也可能中心频率偏高了,也可能相对带宽变宽了,也有可能变窄了。这个时候,千万不要想着用版图优化,以个人经验,一般是优化不出来的。

你需要回到Genesys,重新调整初值。中心频率偏低了,你就把原理图结果调高点;中心频率偏高了,你就把原理图结果调低点;相对带宽变宽了,你就把原理图结果调窄点;相对带宽变窄了,就把原理图结果调宽点。

抛砖引玉,简单介绍了Genesys设计滤波器的流程,谢谢!

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