设计中频巴特沃斯带通滤波器
本例展示了如何设计一个中心频率为400mhz、带宽为5mhz、插入损耗(IL)为1dB的中频巴特沃斯带通滤波器[1]。
失配/插入损失(IL)
实际电路存在一定程度的不匹配。当不匹配的电路连接到射频源时,会导致反射,从而导致传输到电路的功率损失。您可以使用IL来定义这种不匹配。计算负载阻抗失配以考虑给定的IL。IL和归一化负载阻抗(ZL)的关系如下[2],[3]:
IL (dB) = -10*log10(1-| |^2) = -10*log10(4*ZL/(1+ZL)^2)
所得到的多项式的根返回归一化负载阻抗的值。非标准化值分别为132.986欧姆和18.799欧姆。为滤波器设计选择较高的值以考虑IL。
信谊ZL伊尔eqn = -10*log10(4*ZL/(1+ZL)^2) - IL == 0;[solx, ~, ~] = solve(eqn,ZL,“ReturnConditions”,真正的);IL_desired_dB = 1;Zload = double(subs(solx,IL,IL_desired_dB))*50;
负载阻抗:
ZL = Zload(2);
设计滤波器
使用rffilter
设计所需规格的过滤器。
Fcenter = 400e6;Bwpass = 5e6;If_filter = rfffilter (“ResponseType”,“带通”,…“FilterType”,“巴特沃斯”,“FilterOrder”4…“PassbandAttenuation”, 10 * log10 (2),…“实现”,的传递函数,…“PassbandFrequency”, (Fcenter-Bwpass / 2 Fcenter + Bwpass / 2),“Zout”ZL);
绘制滤波器的s参数和群延迟
计算的参数。
Freq = linspace(3,70e6,410e6,2001);Sf = parameters(if_filter, freq);图;line = rfplot(Sf);LGD = legend;乐金显示器。位置=“最佳”;[~,freq_index] = min(abs(freq-Fcenter));datatip(线(3),“DataIndex”, freq_index);
数据提示显示Fcenter = 400 MHz时的1dB IL。
计算groupdelay:
Gd = groupdelay(if_filter, freq);图;情节(频率/ 1 e6, gd);包含(“频率(MHz)”);ylabel (“群延迟”);网格在;
插入过滤器到rfbudget对象
过滤器对象可以直接插入到rfbudget
目的:执行预算分析。
rfb = rfbudget(if_filter,Fcenter,-30,Bwpass)
rfb = rfbudget with properties: Elements: [1x1 rffilter] InputFrequency: 400mhz AvailableInputPower: - 30dbm SignalBandwidth: 5mhz Solver: Friis AutoUpdate: true分析结果OutputFrequency: 400 (MHz) OutputPower: -31 (dBm) TransducerGain: -1 (dB) NF: 0 (dB) IIP2: [] (dBm) OIP2: [] (dBm) IIP3: Inf (dBm) OIP3: Inf (dBm)信噪比:76.99 (dB)
参考文献
[1]周鸿宝,罗斌。”5.8GHz ETC阅读器射频接收机的设计与预算分析”,发表于2010年第12届IEEE国际会议,南京,中国,2010年11月。
[2]电子滤波器分析与合成,Michael G. Ellis, Sr., Artech House,第7章。
[10] RF电路设计,R. Ludwig, G. Bogdanov, Pearson Education,第2章。