基于ADS500MHZ带通滤波器

《高频电子线路》

专题实践报告

题目：500Mhz带通滤波器设计

500Mhz带通滤波器设计

专题相关理论基础及对应ADS仿真要点

2.1 设计目的

2.1.1 了解巴特沃斯型滤波器、切比雪夫型滤波器、椭圆函数滤波器各自特性；

2.1.2 掌握运用 ADS 软件进行 500MHZ 带通滤波器优化设计；

2.1.3 了解器件品质因素对滤波器选频特性的影响；

2.1.4 掌握空心电感制作和用空心电感调试滤波器的方法。

2.2 设计任务

设计一个11阶的切比雪夫带通滤波器，利用ADS仿真优化并制作所需空心电感，调试符合如下指标的带通滤波器：

通带中心频率：500MHz；

通带宽度：50MHz；

带外抑制度：大于20dB@470MHz；

带内平坦度：小于1dB。

2.3 滤波器基础知识

滤波器根据电路理论可分为低通、高通、带通、及带阻四种，而归一化低通滤波器是一个基本的结构单元，所有四类滤波器都可由此导出：按滤波器的频率响应来划分，常见的有巴特沃斯型、切比雪夫 I 型、切比雪夫 II 型及椭圆型等。下图为巴特沃斯型、切比雪夫 I 型、切比雪夫 II 型及椭圆型低通滤波器的特性曲线

图1 四种低通滤波器的特性曲线

巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波特图上，从某一边界角频率开始，振幅随着角频率的增加而逐步减少，趋向负无穷大。巴特沃斯滤波器的频率特性曲线，无论在通带内还是阻带内都是频率的单调函数。因此，当通带的边界处满足指标要求时，通带内肯定会有裕量。

切比雪夫滤波器是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹波动的滤波器。相比巴特沃斯滤波器，切比雪夫滤波器在过渡带的衰减更快，但频率响应的幅度特性不如前者平坦。根据频率响应曲线波动位置不同，可以分为两种:在通带上频率响应幅度等波纹波动I型切比雪夫滤波器，在阻带上频率响应幅度等波纹波动的II型切比雪夫滤波器（倒数切比雪夫滤波器）。

椭圆滤波器，是在通带和阻带等波纹的一种滤波器。它比切比雪夫方式更进一步的是同时用通带和阻带的起伏为代价来换取过渡带更为陡峭的特性。相较其他类型的滤波器，椭圆滤波器在阶数相同的条件下有着最小的通带和阻带波动。

贝赛尔滤波器是具有最大平坦的群延迟（线性相位响应）的线性过滤器。贝赛尔滤波器常用在音频天桥系统中。模拟贝赛尔滤波器描绘为几乎横跨整个通频带的恒定的群延迟，因而在通频带上保持了被过滤的信号波形。

2.4 品质因素对滤波器选频特性的影响

带通滤波器的传递函数为：

Hjw=H0w0Q(jw)(jw)2+w0Qjw+w02

其中: