微波过滤器很容易构建,但理解起来很复杂。它们在系统中完成了一个基本功能:通过其他信号阻止一些信号。但是这个功能可以通过很多不同的方式实现,有很多不同的副作用,比如系统范围和相位反应失真。因此,在选择AD9854ASVZ过滤器之前,了解它们之间的差异是非常有帮助的。
如果滤波器参数的确定不准确,最终会导致频率冲突,反过来,设计组将不得不处理网络连接中断的串扰、掉线、数据丢失和问题。在严重的情况下,产品可能无法通过“测试”因此,产品必须重新设计,导致昂贵的生产延迟。另一方面,如何准确确定滤波器参数,将有助于使生产出来的产品满足客户的生产标准和功能。
幸运的是,快速重温滤波器性能参数的一些重要基础,可以帮助工程师正确找到满足特定应用的滤波器。如果一开始选择正确,可以节省时间和金钱,在订购这些必不可少的部件时,可以保证物美价廉。
1、了解基本响应曲线
滤波器的基本响应曲线包括:带通、低通、高通、带阻、双工器。每个特定的形状都决定了哪些频率可以通过,哪些不能通过。
毫无疑问,带滤波器是最常见的。所有工程师都知道,带滤波器可以通过两个特定频率之间的信号来抑制其他频率的信号。例如,声表波滤波器(SAW),晶体滤波器、陶瓷和腔体滤波器。制造商使用滤波器中心频率两侧0.5dB,1dB或3dB定义通频带衰减点的方法。
2、包含所有必要的技术参数
这种情况经常发生,工程师给出了一个需要。“一个100MHz带通滤波器”很明显,这个要求的信息量太小了。从详细的频率参数给出所有必要的信息开始,例如:
中心频率(Fo):两个33通常被定义为带通滤波器(或带阻滤波器)的两个3 dB点之间的中点,一般用两个3 dB点的算术平均来表示。
截止频率(Fc):在阻带开始时,将低通滤波器或高通滤波器的通带到阻带开始的转换点,该转换点一般为3 dB点。
抑制频率:特定频率或频率组的信号衰减某些特定值或值的集合。有时,理想通带之外的频率区被定义为抑制频率或频率组,衰减被称为抑制。
滤波器的类型决定了特定的频率。对于带通和带阻滤波器,特定频率为中心频率。对于低通和高通滤波器,特定频率为截止频率。
为完整起见,工程师还应定义以下特征,例如:
阻力带:滤波器在特定频率值之间不传输的频率带。
隔离:在双工器中,考虑接收。(Rx)通道是为了抑制传输(Tx)考虑传输频率的能力,(Tx)频率为抑制接收(Rx)频率的能力,叫做Rx/Tx隔离。隔离度越高,滤波器就能Rx信号与Tx信号隔离能力越强,反之亦然。因此,传输和接收信号更干净。
插入损耗(IL):表示器件中功率损耗的一个值,IL=10Log(Pl/Pin),与频率无关,其中Pl为负载功率,Pin从发生器输入的功率。
回波损耗(RL):为了测量滤波器的性能,表明滤波器的输入和输出阻抗接近理想阻抗值。回波损耗定义为:RL=10Log(Pr/Pin),与频率无关,其中Pr反射回发生器的功率。
群延迟(GD):组延迟表示设备相位线性尺寸。由于相位延迟出现在滤波器的输出端,因此了解相位随频率的变化是否为线性非常重要。如果相位随频率非线性变化,则输出波形将发生变化。组延迟被定义为相位随频率变化的导数。由于线性函数的导数是常数,线性相位导致的组延迟是常数。
形状因子(SF):通常情况下,滤波器的形状因子是阻带带宽(BW)与3dB带宽比值。这是滤波器边缘陡峭程度的一种测量。举例来说,如果是40dB带宽为40MHz,3dB带宽10MHz,形状因子为40/10=4。
阻抗性:以欧姆为单位的滤波器源阻抗(输入)和端接阻抗(输出)。一般而言,输入阻抗与输出阻抗相同。
相对衰减:测得的最小衰减点与理想抑制点的衰减点之间的差异。一般来说,相对衰减是以相对衰减为基础的。dBc单位表示。
纹波(Ar):表示滤波器通频带的平整度,一般表示分贝。滤波器纹波的大小影响回波损耗。纹波越大,回波损耗越严重,反之亦然。
抑制:同上。
工作温度:滤波器设计的工作温度范围。
3、不要追求不切实际的滤波特性
有时,工程师会提出以下要求:“1,490~1,510,我需要通频带。MHz,1,511MHz这个地方的抑制大小是70dB。”这个要求不能满足。事实上,抑制是逐渐改变的,而非90。°大幅下降,偏离中心频率约为10%的实际参数。
另外一种情况是要求滤波器,例如“抑制1,960MHz超过频率的所有成分。”此时,工程师必须意识到,在无限高频之间的所有频率之前,抑制频率是不可能衰减的。必须设置一些边界。更现实的方法可能是将通频带附近的特定抑制频率减少两到三倍。
4、努力实现合理的目标VSWR
常用的电压驻波比(VSWR)表示滤波器的效率是一个比值,大小在1到无限大之间,用来表示反射能量的大小。1表示所有能量都没有损耗通过。大于1的所有值表示部分能量被反射,即浪费。
但在实际电子电路中,1:1VSWR实现这一点几乎是不可能的。一般情况下,比值1:5更实用。若要求达到的值小于此值,则会降低效益成本比。
5、考虑到功率处理能力的考虑
功率处理能力是以瓷砖为单位的额定平均功率,如果超过这个值,滤波器的性能就会降低或失效。另外需要注意的是,滤波器的大小在一定程度上取决于其功率处理能力的要求。一般来说,功率越大,滤波器占用的电路板面积就越大。
6、同时,双向通信中的隔离因素
隔离是双工器的一个特别重要的方面。从接收通道来看,隔离意味着滤波器抑制传输频率的能力,反之亦然。隔离越大,两者之间的区分就越大,传输信号和接收信号就越干净。
7、注意做出取舍
性能越高,成本越高。这就是为什么需要准确定义的原因,因为准确的定义可以减少不必要的极端情况,从而避免不必要的开支。
此外,还需要相互权衡其他因素。比如抑制频率越接近中心频率,滤波器就越复杂,有时候插入损耗会更大。
此外,过滤器的性能越高,它通常占据的板面积就越大。例如,从通频带到抑制的非常陡峭的变化需要更多的空腔和段落,使过滤器更加复杂。但是,如果电路板的成本非常重要,性能有时必须降低。
8、寻找能够在各种要求之间做出平衡的制造商
虽然滤波器卖家与滤波器性能的固有特性无关,但在选择滤波器卖家时,他们仍然需要像关注组件本身的要求一样关注它。一个专门生产滤波器的优秀稳定制造商,可以经常生产特定的零件来弥补产品设计的缺陷。