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标准版 FM带阻滤波器(陷波器)

简介:FM带阻滤波器(陷波器)。通常用于卫星接收前端,SDR软件无线电的接收前端,过强的FM信号可能会导致LNA被阻塞,影响所需接收的信号的质量,所以需要一个FM带阻滤波器过滤掉本地过强的FM信号。

开源协议: CC-BY-NC-SA 3.0

发布时间: 2023-01-19 20:41:24
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描述

       FM带阻滤波器(陷波器)。通常用于卫星接收前端,SDR软件无线电的接收前端,过强的FM信号可能会导致LNA被阻塞,影响所需接收的信号的质量,所以需要一个FM带阻滤波器过滤掉本地过强的FM信号。

 

一、什么是椭圆滤波器?

       椭圆滤波器(Elliptic filter)又称考尔滤波器(Cauer filter),是在通带阻带等波纹的一种滤波器。椭圆滤波器相比其他类型的滤波器,在阶数相同的条件下有着最小的通带和阻带波动。它在通带和阻带的波动相同

 

二、几种常见滤波器的特点:

同阶次时候:

1)巴特沃斯滤波器通带最平坦,阻带下降慢;
2)切比雪夫滤波器通带等纹波,阻带下降较快;切和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小。
3)椭圆滤波器在通带等纹波(阻带平坦或等纹波),阻带下降最快。
4)贝塞尔滤波器通带等纹波,阻带下降最慢。也就是说幅频特性的选频特性最差。但是,贝塞尔滤波器具有最佳的线性相位特性;

 

★使用仿真软件仿真该滤波器:

a1ODV1W7gfeK20jzKcslTSLNBKUmFmJlr5O87Pmh.png

 

 

★得到仿真结果:

可以看到,该滤波器可以很好地在FM波段进行较大幅度的衰减,达到了设计的目的。

ODw6hYem1HatLlGh4GKXP0f0YBmWANZRyqdtYFyB.png

 

 

 

★计算阻抗并绘制PCB:

这里使用CPWG模型进行计算。

所以请不要随便改动PCB铺铜设置和线宽,以及板厚(1.2mm)以及元器件的摆放位置,除非知道如何处理阻抗。

 

 

 

★制作出实物PCB并焊接:

 

 

 

 

★将焊好的滤波器模块,连接至矢量网络分析仪,进行实测,评估效果:

这里我们测量该滤波器的S21参数。

 

 

★将焊好的滤波器模块,连接至矢量网络分析仪,进行实测,评估效果:

这里我们测量该滤波器的S21参数,将该滤波器的输入连接网分端口1,输出连接端口2,开始测量。

 

 

 

★通过观测S21参数,这个滤波器效果不错

可能有人会问,为什么插损和仿真的不太一样,仿真插损0.几db,实测插损成了几个db,而且阻带频率发生了轻微变化? 

显然,仿真和现实并不可能完全一致,仿真是使用理想化模型进行仿真,而现实受制于元件的参数误差、材质;板材等多方面影响,属于正常现象。

通过S21参数可以看出,这个滤波器,效果已经非常好了。

 

 

 

★这里再来看一张9KHz~4GHz全段的S21参数实测图。

频率越高插损越大,这个也是正常现象,元器件本身导致的。

 

 

设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
暂无
ID Name Designator Footprint Quantity
1 SMA ANT1,ANT2 RF_SMA_JB 2
2 100nF C21,C29 0603C 2
3 110pF C22,C26 0603C 2
4 12pF C23,C28 0603C 2
5 100pF C24 0603C 1
6 15pF C25,C27 0603C 2
7 220nH L14,L20 L 0603 2
8 22nH L15,L18 L 0603 2
9 27nH L16 L 0603 1
10 180nH L17,L19 L 0603 2

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