文档介绍:LC滤波器课件
汇报人:
4. 实现
(1)、滤波器的归一 化设计
一般网络结构:为梯形网络,共有2n阶次。
滤波器的归一 化设计
将滤波器的阻抗用负载阻抗进行归一化,频率用截止频率进行归一化。
工程设计数据表格:滤波器计算当通带内衰减为1分贝时,,=。
三. 。其中,
归一化元件值为:
利用此结果重新计算带宽比20/=,
阶次为3的衰减As,结果为43分贝,满足要求。
由此,可以确定所需要的阶次为3。
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例 (续3)
可得计算实际元件值的表示式
将归一化元件值代入,即可得实际元件值为
欧姆
微法
微法
毫亨
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高通,带通和带阻滤波器的设计,可以通过对低通滤波器的变换得到。
利用低通滤波器得到高通、带通和带阻滤波器的设计,需要经过频率变换和网络变换。
频率变换是将原型低通滤波器的特性曲线变换得到高通、带通和带阻滤波器的特性曲线;
网络变换是将频率变换的结果体现在低通原型滤波器元件的变化,以便实现高通、带通和带阻滤波器。
附录中列出了这些变换关系,有兴趣者可看,不作为课程要求。
目前LC滤波器设计有专用的软件,只要输入相关参数就可得到频率响应曲线和电路,进行调整、优化。
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无源 LC 滤波器的优、缺点:
当工作频率较低时,所需要的电感和电容数值都很大,使得滤波器的体积和重量大。
不易集成化。
工作频率较高时,小电感不易制作,且分布参数影响难估计,调整困难。
下面介绍的有源RC滤波器和抽样数据滤波器及声表滤波器可以克服这些缺点。
优点:成本低、插入损耗小。
缺点:
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表面波
传播方向
声表面波是仅在材料表面传播的一种声波,其传播速度为电磁波速度的 ,等效波长极短。
声表滤波器是以铌酸锂、锆钛酸铅或石英等压电材料为基体构成的一种电声换能元件。通常由左右两对指形电极--发端换能器和收端换能器(它是利用真空蒸镀法,在抛光过的基体表面形成厚约10m的铝膜或金膜电极,通称为叉指电极。)压电材料基片和电极之间会产生声能和电能的相互转换。
信号源的交变电压 发端换能器 压电效应作用 基体材料弹性形变(声波) 收端换能器 反压电效应 交变电信号 负载。
声表面波滤波器(SAW)(电声换能器件)
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相对通频带有时可以达到50%。
接入实际电路时,必须实现良好的匹配。(有三次反射现象)
用与集成电路相同的平面加工工艺。制造简单、重复性好。
接入系统,会有一定的(几-二十几dB)损耗 。
声表滤波器体积小、重量轻、不需调整。
叉指换能器的几何形状就是声表面波的脉冲响应,它们与声表面波的频率特性互为付氏变换的关系。叉指指长的加权曲线决定换能器的频率响应,如等指长换能器的幅频特性为:
声表滤波器中心频率可以适合于高频、超高频
(几MHz~1GHz)工作。
叉指的宽度和间隔决定换能器的中心频率。
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主
中
放
声表面波滤波器(SAW)
匹配网络
例:含有声表面波滤波器的放大电路
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特点
它不需要电感线圈,容易实现集成化。
有一定的增益 。
滤波器构成
以无源 LC 滤波器为原型。
用一些基本单元电路构成滤波器,例如用有源 RC 积分器
和加法器等。
实现方法
运算仿真法。
*用一阶和二阶电路的级联得到所需滤波器的方法。
RC 滤波器
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1. 加法器
2. 积分器
一般积分器
构成有源 RC 滤波器的单元电路
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有损积分器
差动积分器
构成有源 RC 滤波器的单元电路(续1)
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运算仿真法实现有源 RC 滤波器
根据对滤波器性能的需要,设计一个无源 LC 滤波器作为原型;
列出原型无源