创建和分析射频带通滤波器模拟
想象的混乱会出现如果我的智能手机可以接任何其他附近的手机信号。你想知道智能手机知道哪个特定的信号需要沟通与当地发射塔?除了多路复用,手机和许多其他的射频设备会明智地使用过滤为了沟通在正确的频率。
射频设备看起来深奥,但设计和分析关键部件的射频设备不是比与其他组件工作更加困难。有了正确的分析方案,您可以很容易地模拟射频带通滤波器和分析射频滤波器的所有方面。
为什么射频滤波器?
从技术上讲,任何类型的滤波器用于射频频率当电路包括正确的组件。目标是相关的固有频率和带宽设置为所需的值,以确保你的过滤器展示正确的行为。
在射频滤波器设计的目标是最大化传播到电路的信号强度在特定频率而排除其他频率。理想情况下,天线和接收方应该是阻抗匹配为了抑制信号反射和响,这可能需要一个源或负载端阻抗匹配网络的互连。
在实际应用程序中,而不是使用一阶过滤器,高阶过滤器通常用于射频应用程序。这是因为在射频设备接收/传送通道狭窄的带宽,和过滤器需要在通道的边缘陡峭的滚边。这将确保射频信号本身传播到电路噪声或其他信号之外所需带宽被排除在外。
与载波聚合GHz系统,尤其是在即将到来的5 g系统在每个通道时,所需的过滤是相当重要的像无源互调抑制非线性效应。非线性在粗制滥造的组件可以创建显然在邻近通道由于非线性混频。使用高阶滤波器和陡峭的滚边在所需的接收/发送频率将有助于抑制,显然,他们不能产生明显的错误。
在现代通信中调制和多路复用是极其重要的。的回波损耗和插入损耗光谱滤波电路需要匹配目的相同的光谱为你的天线和接收/发送带,这样在不同的乐队不是无意中从一个多路信号。高阶滤波器通常是用来提供所需的带宽和陡峭的滚边处理多路复用信号在接收/发送跨乐队在电信系统。
被动射频带通滤波器模拟
与射频/无线设备,目标是使回波损耗被传播信号尽可能的低,这意味着S11散射参数测量时应尽可能- dB。理想情况下,一个射频带通滤波器仿真将帮助您设计滤波器,回波损耗光谱重叠载波信号和调制信号(调频)。同样的,你想把插入损耗(S21)尽可能接近0分贝。
与天线,你想通过载波信号的天线,使电压驻波比(电压驻波比)尽可能接近1。商用天线,包括过滤/阻抗匹配电路通常报价为这些组件1和2之间的电压驻波比的值。
就像任何过滤器,通带内信号,并输出一个射频带通滤波器将获得一个相移。过滤器也产生一个群延迟,但这通常是忽略了在处理纯正弦信号的恒幅。与多路复用调幅信号(例如,正交调幅)、群延迟变得非常重要,因为这代表了特定的延迟时间的振幅交流电的频率。
因为你经常工作频率的多路复用信封,在信封将经历不同的频率不同的群延迟。下面的例子显示了一个十阶切比雪夫滤波器的输出与被动组件。在这里,你会发现通频带(9到11 GHz)非常狭窄,只提供小涟漪的插入损耗光谱。相位谱有许多山峰,这可能是不受欢迎的在某些应用程序中,或者可能需要补偿的PCB水平。一个Bessel-Thomson带通滤波器群时延谱通常提供更为稳定。
输出从一个射频带通滤波器仿真为例10阶切比雪夫滤波器
确定损失,群时延和相位延迟
如果你能计算出你所有的这些参数滤波电路,那么你所有的信息,你需要评估你的设计。与任何过滤器,响应可以确定使用频率扫描特定正弦频率。一旦你有了一个测量输出电压和输入电压在每个频率,可以确定两个信号之间的相位差。您可以使用这些电压的比值确定插入损耗和回波损耗。如果你正在与一个天线,你也想计算的电压驻波比回波损耗:
插入损耗、回波损耗和电压驻波比方程
群时延谱等于相移的导数光谱频率,乘以1。请注意,您可能需要将计算群延迟时相度和弧度之间。这告诉你所有你需要的信息关于你的射频带通滤波器。
新的无线设备运行在更高的频率,你需要的工具,帮助您设计射频天线、接收器和组件。一个强大的香料包可以帮助你设计一个射频带通滤波器仿真使用复杂PCB设计。的OrCAD PSpice软件模拟器寄来的包裹节奏可以帮助您执行其他任务在设计和分析模拟电路中是非常重要的,对于任何应用程序。
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