3LC滤波器设计

LC滤波器设计 设计方法 一．通过原理图设计 1.新建一个工程名为Step_Filter的工程，同时在ADS（main）主窗口中设置长度单位为millimeter。→→ 2. 建立低通滤波器设计 单机建立原理图，命名为lpf，选择元器件建立如图1的原理图 如图1 设置S_PARAMETERS，“Step-size”选项改为500MHz，其他默认，如图2 图2 3仿真 点击进行仿真，仿真胜利后添加S（2，1），选择dB为单位，如下图所示 → 最终结果如图3 如图3 在lpf原理图中，点击，弹出“Tune Parameters”对话框，如图4 如图4 然后单击lpf原理图中的C1原件，勾选“C1”选项，如图5，同样的方法添加C2，L1，就会和上面图4一样了。 图5 接着设置调谐值范围，在“Tune Parameters”对话框中可以变更调谐器件的参数范围。其中，变更Min、Max中的值可以调整调谐范围；变更Step中的值可以调整调谐的步进。拖动“Tune Parameters”对话框中的滑块，调整参数，视察S21参数的变更，如图6 图6 调谐得到满足结果后，单击【Updata Schematic】按钮把调谐好的值更新到原理图。单机【Close】结束调谐 二． 通过滤波器设计向导设计 1. 滤波器设计指标 设计一个4GHz的低通滤波器，指标如下 A. 具有最平坦响应，通带内纹波系数小于2 B. 截止频率为4GHz C. 在8GHz处的插入损耗必需大于15dB D. 输入/输出阻抗为50 2. 滤波器电路生成 （1）.在Step_Filter工程中建立一个名为Filter_micro_lpf的原理图，执行菜单吩咐【】→【】，弹出如图7对话框 如图7 选择【】，单击ok，弹出如图8对话框 图8 2.单击图标，在刚建立的‘Filter_micro_lpf’原理图中出现元器件列表，如图9 图9 选择双端口低通滤波器模型，弹出的对话框中单击ok，并将双端口低通滤波器添加到原理图中。 3.重新回到图8，打开【】标签页，在【】下拉列表中选择“Maximally Flat”巴特沃兹响应。 4.输入滤波器参数 A.Ap（dB）2滤波器的纹波系数为2 B.Fp4GHz滤波器的通带截止频率为4GHz C.Fs8GHz滤波器的阻带截止频率为8GHz D.AsdB15滤波器截止频率处损耗大于15dB E.First Element选择为“Series”第一个元器件是串联元器件 （5） .设置好后，单击【Redraw】（刷新）按钮，即可看到刷新后的巴特沃兹响应曲线，如图10 图10 然后单击【Design】，返回原理图，双击滤波器元器件模型【】查看滤波器参数，如图11 图11 （6） .单击【】，选中【】，单击ok，勾选【】选项，单击【】，单击ok，全部参数都在原理图窗口显示出来 （7） 单击【】，然后单击【】，就可以得到滤波器的子电路，如图12 图12 （8）.再次回到图8，选择【】，进行滤波器仿真设置，”start”设置0MHz，”stop”设置10GHz，”step”设置20MHz如图13 图13 单击【】仿真，仿真结果如图14 图14 此时一个集总参数滤波器设计完成。由于上述滤波器电路工作频率高，不宜采纳集总元件，须要把集总元件转化为分布参数元件，这里采纳Richards变换和Kuroda等效来实现。 （9） .Kuroda转换法单击【】即图8菜单栏上的【】，打开滤波器转换助手对话框，如图15 图15 （10） .选则‘LC to TLine’选项，单击集总参数元件形式【】选中串联电感，将会出现图16电感转换页面 图16 单击【】，然后单击【Add All】，单击【Trans】，接着单击【】返回，单击并联电容【】，出现图17对话框 图17 单击【】，单击【Add】，添加C1，单击【Trans】把电容转换成并联开路传输线。转换后电路如图18 图18 单击【】返回滤波器转换助手对话框，选中【】，起先进行Kuroda转换 （11） .单击‘Add Transmission Lines’中的【】按钮在输入端口添加一个单元器件,同样单击【】按钮在输出端口添加一个单元器件。添加后的原理图如图19 图19 （12） .单击【】，然后单击【Add】添加这对转换，单击【Trans】按钮，进行Kuroda转换，同样选择【】，单击【Add】，在单击【Trans】，转换后如图20 图20 （13） .仍在【】（转换助手）中选中【】，单击短截线【】，然后单击【Add All】添加全部短截线到微带线转换，同时设置基片厚度【】和基片介电常数【】如图21 图21 单击【Trans】把短截线转换为微带线，单击【ok】完成转换，转换后的滤波器子电路如图22 图22 单击【】回到原理图，在原理图中添加【】和【】，设置S参数，‘Start’为0GHz，‘STop’为10GHz，‘Step’为0.02GHz，如图23 图23 单击【】仿真，在数据显示窗口添加S21参数视察，如图24 图24 从图中得，滤波器在4GHz处插入损耗为1.368dB，基本满足设计要求。