一種 UHF 帶通濾波器的設(shè)計(jì)

經(jīng)過一系列的調(diào)整、仿真，最后得到如圖2 所示的電路原理圖和仿真圖。

從此電路仿真圖可以看出中心頻率準(zhǔn)確的落在450 MHz上，帶內(nèi)插損比較小，而且?guī)庖种埔脖容^明顯，而且線圈的值相對(duì)并不是很小，實(shí)際上可以實(shí)現(xiàn)，基本上符合制作要求，予以采用。到此本節(jié)設(shè)計(jì)仿真結(jié)束，下面進(jìn)行此電路的制板。

3 關(guān)于橢圓函數(shù)LC帶通濾波器的電路的制板

根據(jù)第1 節(jié)得出的電路圖，可以進(jìn)行電路的制板。

此過程采用軟件Protel 99 se來設(shè)計(jì)完成。

4 制作此橢圓函數(shù)LC帶通濾波器及其調(diào)試

首先是線圈的繞制。根據(jù)以上的結(jié)論，線圈的繞制是關(guān)鍵的過程。最大的是250.2 nH,最小的是19.27 nH.

本電感采用漆包線進(jìn)行繞制(所以在將線圈焊制到電路板上之前，將線圈焊腳外部的漆用小刀刮去)，繞制250.2 nH的線圈，根據(jù)以往對(duì)電感線圈的了解和對(duì)此線圈的假設(shè)，先繞制7圈，進(jìn)行測(cè)試和調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)的電容是采用陶瓷貼片電容，由于該電容的Q 值比較低，因此本濾波器的帶內(nèi)插損并不能如同仿真那樣好，只能調(diào)到-4 dB左右，而且本濾波器的駐波系數(shù)會(huì)比較大。

將第一個(gè)繞制的250.2 nH 的線圈和一個(gè)0.5 pF 的電容焊制到電路板后，進(jìn)行第一次網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量。第一次測(cè)量發(fā)現(xiàn)中心頻率發(fā)生偏移，大于450 MHz,可得到，是由于線圈匝數(shù)過大造成的，因此要適當(dāng)?shù)臏p小線圈的匝數(shù)，然后將調(diào)整過的線圈焊制到電路板上再進(jìn)行調(diào)試。此過程將進(jìn)行幾次，當(dāng)中心頻率落在450 MHz或十分接近450 MHz的時(shí)候，表示線圈值基本準(zhǔn)確，可以進(jìn)行下一步。

將另一個(gè)繞制的250.2 nH 的線圈和一個(gè)0.5 pF 的電容，按照之前設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行焊制并用網(wǎng)絡(luò)分析儀調(diào)試。雖然此次的線圈值和第一個(gè)值是一樣的，但是由于貼片電容制作上的誤差以及線圈繞制的誤差等等因素，使得此線圈并不是完全和第一個(gè)匝數(shù)一樣，所以還要進(jìn)行多次測(cè)量調(diào)試和修改才能達(dá)到所要求的值。

最后一步是焊制，此過程與23.88 nH線圈的繞制基本相同。接下來就是對(duì)整個(gè)濾波器進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最好的制作指標(biāo)。

5 結(jié)語

要設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器，首先要分析濾波器的技術(shù)指標(biāo)，選擇合適的濾波器形式，確定濾波器的級(jí)數(shù)，分析濾波器的帶外特性以及通帶特性，估算濾波器中心衰減和帶外抑制的大小，對(duì)濾波器進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與計(jì)算，最后要對(duì)濾波器進(jìn)行仿真優(yōu)化，直至達(dá)到滿意的技術(shù)指標(biāo)。接著就可以制板，并加工調(diào)試。

在調(diào)試的過程中，容易忽略電路所產(chǎn)生的寄生電容和寄生電感對(duì)整個(gè)電路的影響。在對(duì)波形進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，只對(duì)線圈進(jìn)行了調(diào)整，忽略了電容的影響。本身很小的電容在寄生電容的疊加下，可能會(huì)比較大的改變開始仿真時(shí)候的值。在測(cè)試的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)幾個(gè)比較小的電容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整并測(cè)試，這樣才能比較好的滿足所要求的性能指標(biāo)。