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一种EOC专用双工滤波器的仿真设计与实现

作者:时间:2010-12-15来源:网络收藏

2 仿真分析
仿真分析采用安捷伦公司的ADS2005射频仿真软件,本次仿真主要是对数学模型进行仿真,验证滤波器的理论分析是否正确,其中重点评估各个端口之间的传输状况,以及评估高低通带之间的隔离度和各频带的带外抑制指标。
按照图2的电路结构进行数据建模,其中左半部分为低通滤波电路,右半部分为高通滤波电路。各个元件的参数按照表1选取,term1为混合输入端口、term2为低通输出端口、term3为高通输出端口,特性阻抗均选用75 Ω。
经过软件仿真后获得各个端口的曲线,通过分析曲线验证了数学模型的正确性,且各项指标均符合预定要求。如图3所示,dB(S(1,2))曲线图反映混合口到低通输出口之间的传输指标,可以看到M2点的频率为32 MHz,正好是低通和带阻之间的拐点,在0~32 MHz频带内传输损耗约为0 dB,说明30 MHz以前的信号频率均能无损通过,在M2以外有一条斜率大、近乎垂直的线,称为边带抑制线,这条线越陡说明通带一阻带的阶越性越好,低通滤波器的性能越好。

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另外M2点以上的频带曲线中,有一点M3是这段曲线的最高点传输指标为-60 dB、频率为76 MHz,这反映出在32 MHz以上的频带中最高的传输值为-60dB,所以这点就成为带外抑制的取值点,换言之就是低通部分的带外抑制为-60dB,符合设计要求。由此再看图4 的dB(S(1,3),同dB(S(1,2))曲线类似,它是混合口与高通输出口之间的传输曲线,可以看出高通和带阻之间的拐点在47 MHz,且阶越性好,高通传输损耗小,带外抑制为-56 dB,峰值在19 MHz。
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图5为高通端口与低通端口之间的传输曲线,传输峰值在19 MHz频点上,传输值为-56 dB,此最高点被称为隔离度的取值点,即说明双工器的端口隔离度为-56 dB。有以上3幅曲线图可以得出结论,数学模型建立正确,各个元器件的取值适当,由此进入样品试制,以验证产品的实际性能。
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3 实际产品测试
实际产品测试是关键的部分,直接影响到该双工的成功与否,PCB的板材采用FR-4板材,厚度1 mm的双面板,电容采用0805、0603封装的贴片高精度电容,电感为空心绕制线圈,方便调试,外壳为金属且接地。器件的选取上,电容不可能根据计算结果选用定值电容,只能使用通用的相近电容,容值如表3所示。
电感的选取方便一些,可以根据空心电感的计算公式确定各个电感的匝数,计算公式如式(1)所示。
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电感的单位为μH,D为线圈的直径,N为线圈匝数,L为电感长度。根据PCB的尺寸以及屏蔽壳的内部空间,选取电感的直径为O.23c绕线为0.25 mm的康铜漆包线。电感的长度L=D×N。由此确定出电感的匝数如表2所示。
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根据电感电容的选取,生成产品实物如图6所示。
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