主要内容

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-| γ n |^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);

图包含一个轴对象。axis对象包含4个类型为line的对象。这些对象代表dB (S_ {11}), dB (S_ {21}), dB (S_ {12}), dB (S_{22})。

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;

图包含一个轴对象。axes对象包含line类型的对象。

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。

另请参阅

超外差接收机使用射频预算分析仪应用程序

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