諧波抑制常用的濾波器是低通跟帶通!
諧波抑制低通在混頻器部分的鏡像抑制、頻率源部分的諧波抑制等有廣泛應(yīng)用。帶通在接收機(jī)前端信號(hào)選擇、發(fā)射機(jī)功放后雜散抑制、頻率源雜散抑制等方面廣泛使用。
諧波抑制濾波器在微波射頻系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,作為一功能性部件,必然有其對(duì)應(yīng)的電性能指標(biāo)用于描述系統(tǒng)對(duì)該部件的性能需求。
02諧波抑制濾波器電器性能特性
對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,諧波抑制對(duì)濾波器某些電器性能特性有不同的要求。
諧波抑制描述濾波器電性能技術(shù)指標(biāo)有:諧波抑制
03諧波抑制濾波器電性能指標(biāo)解析
下面諧波抑制對(duì)濾波器這些電性能指標(biāo)作逐一解釋。
階數(shù)(級(jí)數(shù)):對(duì)于高通和低通濾波器來講,階數(shù)就是濾波器中電容、電感的個(gè)數(shù)總和。對(duì)于帶通濾波器來講,階數(shù)是并聯(lián)諧振器的總數(shù);對(duì)于帶阻濾波器來講,階數(shù)是串聯(lián)諧振器與并聯(lián)諧振器的總數(shù)。
帶寬/相對(duì)帶寬:該指標(biāo)通常用于帶通濾波器,表征可以通過濾波器的信號(hào)頻率范圍,體現(xiàn)濾波器的頻率選擇。相對(duì)帶寬是帶寬與中心頻率的百分比。
五階高通濾波器
截止頻率:截止頻率通常用于高通跟低通濾波器。對(duì)于低通濾波器截止表征濾波器高能通過的頻率范圍;對(duì)于高通濾波器,截止頻率表征濾波器低能通過的頻率范圍。
駐波:即矢網(wǎng)測(cè)得的S11,表示濾波器端口阻抗與系統(tǒng)所需阻抗的匹配程度。表示輸入信號(hào)有多少未能進(jìn)入濾波器而被反射回輸入端。
九階低通濾波器仿真曲線
損耗:損耗表示信號(hào)通過濾波器后損失的能量,也就是濾波器消耗的能量。
通帶平坦度:濾波器通帶范圍內(nèi)損耗大值與損耗小值之差的值。表征濾波器對(duì)不同頻率信號(hào)的能量消耗的區(qū)別。
帶外抑制:濾波器通帶頻率范圍以外的“衰減量”。表征濾波器對(duì)不需要的頻率信號(hào)的選擇能力。
紋波:濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。
相位線性度:濾波器通帶頻率范圍內(nèi)相位與一條與中心頻率時(shí)延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性。
群時(shí)延:濾波器通帶范圍內(nèi)信號(hào)從輸入端口傳輸至輸出端口所用的時(shí)間。
群時(shí)延波動(dòng):濾波器通帶范圍內(nèi)群時(shí)延大值與小值之差。表征濾波器的色散特性。
功率容量:可以輸入濾波器的通帶信號(hào)的大功率。
相位一致性:同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號(hào)相位的差值。表征批次濾波器之間的差別(一致性)。
幅度一致性:同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號(hào)損耗的差值。表征批次濾波器之間的差別(一致性)。
相位線性度:濾波器通帶頻率范圍內(nèi)相位與一條與中心頻率時(shí)延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性。
群時(shí)延:濾波器通帶范圍內(nèi)信號(hào)從輸入端口傳輸至輸出端口所用的時(shí)間。
群時(shí)延波動(dòng):濾波器通帶范圍內(nèi)群時(shí)延大值與小值之差。表征濾波器的色散特性。
功率容量:可以輸入濾波器的通帶信號(hào)的大功率。
相位一致性:同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號(hào)相位的差值。表征批次濾波器之間的差別(一致性)。
幅度一致性:同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號(hào)損耗的差值。表征批次濾波器之間的差別(一致性)。
LC濾波器
聲表面波/體聲波濾波器:
聲表采用將電能轉(zhuǎn)換為表面聲波的方式,利用聲波共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的濾波。該聲表面波濾波器的特點(diǎn)是體積非常小,Q值相對(duì)LC高,采用半導(dǎo)體工藝適合批量生產(chǎn)。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個(gè)0805電容大小。其缺點(diǎn)是功率容量小,不適合小批量定制產(chǎn)品,研發(fā)周期長(zhǎng),研發(fā)成本高。
聲表濾波器通常應(yīng)用在終端消費(fèi)電子產(chǎn)品中。
螺旋濾波器:
螺旋濾波器是一種半集總參數(shù)的濾波器,其采用放置在空腔內(nèi)的螺旋電感的自諧振來實(shí)現(xiàn)諧振器,通過相鄰諧振器的空間磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合。
其優(yōu)點(diǎn)是:體積較腔體小,Q值、功率容量較LC高。其缺點(diǎn)是:較難實(shí)現(xiàn)寬帶,高頻部分電感不易實(shí)現(xiàn)。
螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對(duì)帶寬,100W平均功率,對(duì)插損有一定要求的場(chǎng)合。
介質(zhì)濾波器
紋波:濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。
介質(zhì)濾波器:
介質(zhì)濾波器是采用介質(zhì)填充的四分之一波長(zhǎng)短路線或者二分之一開路線實(shí)現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點(diǎn)是Q值較LC高,可以實(shí)現(xiàn)較LC濾波器頻率高的濾波器。其缺點(diǎn)是寄生較近,諧振器需要定制。
梳狀腔體濾波器
交指濾波器大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)寬帶,如果采用冗余諧振桿,考慮到機(jī)加可是線性,其相對(duì)帶寬通??梢詫掃_(dá)60%。同時(shí)在K波段時(shí),寬帶的梳狀濾波器機(jī)加基本無法加工并且調(diào)試螺釘無法放置,因此在該條件下通常采用交指結(jié)構(gòu)。交指結(jié)構(gòu)與梳狀相比其寄生通帶較近,通常其寄生通帶在1.8F0左右。同體積下,交指濾波器較梳狀濾波器功率容量大。
諧波抑制,濾波器是無線通訊系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵性部件。
濾波器種類繁多,各種濾波器具有不同的性能特點(diǎn),因此在濾波器選擇時(shí),通常需要綜合考慮客戶的實(shí)際使用環(huán)境以及客戶性能需求才能做出正確、有效、可靠的選擇。
諧波抑制在客戶對(duì)濾波器指標(biāo)概念比較模糊時(shí),通常需要詢問客戶體積、損耗、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等。根據(jù)這幾個(gè)簡(jiǎn)單的指標(biāo)要求基本可以判斷出濾波器種類。