使用插入损耗法设计带通滤波器

一、带通滤波器参数定标

  设w1和w2为所需带通滤波器通带的上下边频，w1为上边频，w2为下边频。则带通滤波器和低通原型滤波器的频率转换公式如下：

其中，为通带的相对带宽。中心频率w0可以按照下式获得：

根据下式确定元件的替换关系：


可以看出，由低通原型滤波器转换到带通滤波器时，串联电感被替换为串联LC电路，并联电容被替换为并联LC电路。其中，串联LC电路中的元件值为：

加入阻抗定标公式，最终的元件值为：

并联LC电路中的元件值为：

加入阻抗定标公式，最终的元件值为：

二、用ads设计带通滤波器

设计指标如下：

• 3dB等波纹特性的带通滤波器
• 中心频率为2GHz
• 带宽10%
• 阻抗为50Ω
• 在2.2GHz所需衰减至少为20dB

由中心频率和带宽可以确定：
f0=2GHz
f1=1.9GHz
f2=2.1GHz

由频率定标公式可以确定在2.2GHz下，低通原型滤波器对应的频率为：

其中，

最终算出：

最终在下表中按照1.91-1=0.91出的频率确定N值，确定N=3

确定N=3下的低通原型滤波器的元件值：

确定电路结构。我们以串联电感为第一个元件，首先确定低通原型滤波器的结构：

转换为带通滤波器时，串联电感转换为串联LC回路，并联电感转换为并联LC回路。在N=3时，有两个串联回路，一个并联回路，而且电路左右对称，两个串联回路完全相同，其元件值为：
L1=L2=133.2405nH
C1=C2=0.0475pF
并联回路中的元件值为：
L2=0.5591nH
C2=11.3271pF
最终完整的电路如下：

仿真结果如下：

基本符合要求。

三、总结

  本文介绍了低通原型滤波器向带通滤波器的转换，以及带通滤波器的ads设计和仿真，接下来将继续为大家介绍带阻滤波器的设计。