一種EOC專用雙工濾波器的仿真設(shè)計與實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
2 仿真分析
仿真分析采用安捷倫公司的ADS2005射頻仿真軟件，本次仿真主要是對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，驗證濾波器的理論分析是否正確，其中重點評估各個端口之間的傳輸狀況，以及評估高低通帶之間的隔離度和各頻帶的帶外抑制指標(biāo)。
按照圖2的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，其中左半部分為低通濾波電路，右半部分為高通濾波電路。各個元件的參數(shù)按照表1選取，term1為混合輸入端口、term2為低通輸出端口、term3為高通輸出端口，特性阻抗均選用75 Ω。
經(jīng)過軟件仿真后獲得各個端口的曲線，通過分析曲線驗證了數(shù)學(xué)模型的正確性，且各項指標(biāo)均符合預(yù)定要求。如圖3所示，dB(S(1，2))曲線圖反映混合口到低通輸出口之間的傳輸指標(biāo)，可以看到M2點的頻率為32 MHz，正好是低通和帶阻之間的拐點，在0～32 MHz頻帶內(nèi)傳輸損耗約為0 dB，說明30 MHz以前的信號頻率均能無損通過，在M2以外有一條斜率大、近乎垂直的線，稱為邊帶抑制線，這條線越陡說明通帶一阻帶的階越性越好，低通濾波器的性能越好。
另外M2點以上的頻帶曲線中，有一點M3是這段曲線的最高點傳輸指標(biāo)為-60 dB、頻率為76 MHz，這反映出在32 MHz以上的頻帶中最高的傳輸值為-60dB，所以這點就成為帶外抑制的取值點，換言之就是低通部分的帶外抑制為-60dB，符合設(shè)計要求。由此再看圖4 的dB(S(1，3)，同dB(S(1，2))曲線類似，它是混合口與高通輸出口之間的傳輸曲線，可以看出高通和帶阻之間的拐點在47 MHz，且階越性好，高通傳輸損耗小，帶外抑制為-56 dB，峰值在19 MHz。
圖5為高通端口與低通端口之間的傳輸曲線，傳輸峰值在19 MHz頻點上，傳輸值為-56 dB，此最高點被稱為隔離度的取值點，即說明雙工器的端口隔離度為-56 dB。有以上3幅曲線圖可以得出結(jié)論，數(shù)學(xué)模型建立正確，各個元器件的取值適當(dāng)，由此進(jìn)入樣品試制，以驗證產(chǎn)品的實際性能。
3 實際產(chǎn)品測試
實際產(chǎn)品測試是關(guān)鍵的部分，直接影響到該雙工的成功與否，PCB的板材采用FR-4板材，厚度1 mm的雙面板，電容采用0805、0603封裝的貼片高精度電容，電感為空心繞制線圈，方便調(diào)試，外殼為金屬且接地。器件的選取上，電容不可能根據(jù)計算結(jié)果選用定值電容，只能使用通用的相近電容，容值如表3所示。
電感的選取方便一些，可以根據(jù)空心電感的計算公式確定各個電感的匝數(shù)，計算公式如式(1)所示。
電感的單位為μH，D為線圈的直徑，N為線圈匝數(shù)，L為電感長度。根據(jù)PCB的尺寸以及屏蔽殼的內(nèi)部空間，選取電感的直徑為O．23c繞線為0．25 mm的康銅漆包線。電感的長度L=D×N。由此確定出電感的匝數(shù)如表2所示。
根據(jù)電感電容的選取，生成產(chǎn)品實物如圖6所示。
評論