微波滤波器应用选择的考虑因素

发布者:自在逍遥最新更新时间:2012-02-15 来源: eefocus关键字:微波  滤波器  半导体 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

微波滤波器搭建起来很简单,但理解起来比较复杂。它们在系统中完成一个基本的功能:阻止某些信号,通过其它信号。但可以用许多不同的方式实现这种功能,而且有许多不同的副作用,例如系统幅度和相位响应失真等。因此在选择滤波器之前,了解它们之间的差异很有帮助。

滤波器有各种配置:低通、高通、带通和带阻或频带抑制滤波器。如同名字的含义那样,低通滤波器对截止点以下信号的衰减最小,同时抑制截止点以上的信号。高通滤波器与此相反。带通滤波器在围绕中心频率的通带内有最小的衰减,对通带以上和以下信号有很高的抑制。带阻滤波器与此相反,阻止围绕中心频率的窄带宽内的信号,允许所有其它信号通过。此外,具有不同频率范围的一对带通滤波器可以组合起来形成双路器(diplexer),或将三个带通滤波器组合起来形成三路器(triplexer),而低通和高通滤波器可以组合形成双工器。

理想情况下,滤波器对设计要通过的信号的衰减应为0dB,对设计需要抑制的信号的衰减应无穷大。在实际应用中,电介质基板材料、导体、无源器件和连接器都会造成损耗和非理想的滤波器行为。因此针对指定应用选择哪种滤波器需要考虑许多因素。

滤波器响应类型包括巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔和椭圆形滤波器,每种滤波器都有不同的响应曲线,适合特定的应用场合。例如,巴特沃斯滤波器为了最大限度在保证通带内幅度变化最小,牺牲了从通带到阻带的陡峭过渡。切比雪夫滤波器从通带到阻带的过渡非常陡峭,是一种具有高品质因数(高Q)的滤波器,但在幅度平坦度和通带插损方面有一定的妥协。贝塞尔滤波器有很好的幅度和瞬态响应,但牺牲了阻带衰减指标。因此贝塞尔滤波器公认具有线性相位特性,在整个通带内具有平坦的群时延。椭圆形滤波器从通带到阻带的变化也很陡峭,代价是通带幅度波动和通带群时延变化较大。

不同类型滤波器的性能水平可以通过共同的一组指标进行比较,包括插损、抑制、VSWR和电源处理能力。插损与滤波器通带内的信号有关,是指输出信号与输出信号幅度之间的差异(单位dB)。如前所述,理想的通带插损应为0dB,但实际数据较高,通常在1dB以上,具体取决于信号频率和滤波器类型。

滤波器的阻带是指一段频率范围,在这个频率范围内需要将信号衰减一定的值。这个衰减值可能是20dB或更高,取决于滤波器制造商如何表征他们的滤波器。对于某个指定应用,抑制程度至少应将无用信号的幅度降低到足够小,例如低于同一系统中接收器前端的灵敏度。在一些滤波器类型中,阻带抑制值可能为80dB或更高。

滤波器的截止频率将通带和阻带明确分隔开来。截止频率被定义为插损(或抑制)等于3dB或半功率点的频率。低通或高通滤波器都只有一个截止频率。带通或带阻滤波器则有两个截止频率,在带通滤波器中位于通带之上和之下,在带阻滤波器中位于阻带或陷带两边。此外,对带通滤波器而言,中心频率一般是低端截止频率和高端截止频率的几何平均值。例如,某个带通滤波器的低端截止频率是2400MHz,高端截止频率是2500MHz,那么其中心频率将是2450MHz,3dB带宽为100MHz。

滤波器的电压驻波比(VSWR)是衡量滤波器与它所在系统的特征阻抗匹配程度的一个指标。滤波器某个端口的VSWR是当另外一个端口精确匹配系统特征阻抗(高频系统中一般为50Ω)时从该端口看进去的阻抗。因此,一个滤波器的指标通常同时包括输入VSWR和输出VSWR的典型值和最大值,分别代表滤波器与它所连接的源和负载阻抗的匹配程度。VSWR用与1的比例值表示,如1.50:1,但也可以表示为滤波器的反射损耗(单位dB)。如果一个滤波器在通带和阻带上都呈现阻抗匹配,那么这个滤波器就被认为是吸收型滤波器,当只在通带上做到阻抗匹配时,这个滤波器被认为是反射型滤波器。后一种滤波器在阻带上有较高的VSWR,如20.0:1或更高。滤波器的电源处理能力通常与滤波器的物理尺寸、工作频率范围、滤波器技术、基板材料类型、封装类型、材料的散热极限有关。最大功率极限也是信号类型(如连续波(CW)或脉冲信号)以及该信号使用的调制类型的一个函数。

许多公司都提供有关滤波器规格书上写的那些简明参考材料的可下载白皮书或应用笔记,包括Anatech Electronics公司的《如何规范射频和微波滤波器》,该文对不同滤波器类型进行了卓有成效的概述;同样这家公司的《集总元件(LC)滤波器》,该文对这些流行的射频滤波器进行了回顾;Mini-Circuits公司的应用笔记《滤波器:介绍、术语定义、问答》,这个应用笔记介绍了滤波器技术指标的含义,并提供了基于该公司紧凑型滤波器的一些应用例子。

滤波器类型有许多种,包括位于低频和高频的固定和可调类型,例如基于分立电感(L)和电容(C)的集总元件滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器、腔体滤波器、声表面波(SAW)滤波器、体声波(BAW)滤波器、薄膜体声波谐振(FBAR)滤波器、微机电系统(MEMS)滤波器甚至有源的半导体可调滤波器。集总元件或LC滤波器通常工作于频率约3GHz以下的应用。这些滤波器的尺寸取决于工作频率和LC元件的尺寸。

螺旋式滤波器由一系列磁性耦合腔体组成,也属于LC滤波器,同样受限于仅通带格式下的约3GHz频率。虽然比传统的LC滤波器具有更陡峭的响应,但输入功率受限于约5W。

陶瓷滤波器是在很薄的陶瓷基板上制造的,使用分立型或集成式元件组成谐振电路。根据陶瓷基板的介电常数。陶瓷滤波器可以做得特别小,介电常数越高的材料可以做出越小的滤波器。使用批量生产方法可以使成本做得很低,也能把尺寸做小。陶瓷滤波器工作频率受限于约6GHz,功率电平受限于约5W,但非常适合做成要求小尺寸的带通和带阻滤波器。腔体滤波器可以处理高达约500W的功率电平,并具有突出的插损性能。腔体滤波器的工作频率可以高达约30GHz。与LC和陶瓷滤波器相比,它们的体积较大,价格也较贵,因为它们一般是从铝块加工而成的。

SAW、BAW和FBAR滤波器采用半导体制造技术制造,使用光蚀刻工艺产生精细图案,而MEMS滤波器采用这些工艺形成三维结构。所有这些滤波器都可以小至2x2mm,虽然在电源处理能力方面有所限制。SAW、BAW和FBAR滤波器通常用于蜂窝通信手机,工作频率最高约为3GHz。MEMS滤波器的工作频率有可能做到18GHz以上。

关键字:微波  滤波器  半导体 引用地址:微波滤波器应用选择的考虑因素

上一篇:针对纳米器件的脉冲I-V测试小技巧
下一篇:DPO抓住DSO抓不住的波形瞬间

推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 22:23

安森美半导体推出新的多媒体模拟音频开关和高精度电流检测放大器用于 USB-C 应用
新器件适用于平板电脑、智能手机、笔记本电脑和其他 USB-C 及电源应用 2018年7月24日 — 推动高能效创新的安森美半导体 (ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON) 推出了两款新产品,可一起用于 USB-C (Type-C) 应用,也为其他现代电源应用中提供优势。新的器件是集成保护功能的 USB Type-C 模拟音频开关 FSA4480,以及电流检测放大器 NCS21x 系列。 FSA4480 是高性能的 USB Type-C 端口多媒体开关,支持模拟音频耳机,允许通用 USB Type-C 端口传输 USB2.0 信号、模拟音频和模拟麦克风信号。该器件支持音频检测路径,是全集
[电源管理]
安森美<font color='red'>半导体</font>推出新的多媒体模拟音频开关和高精度电流检测放大器用于 USB-C 应用
意法半导体以先进的技术引领压力传感器迈向新性能境界
从地下750米的深处到珠穆朗玛峰顶端,智能手机以及其它便携设备在不久的未来将能够确定所在位置的海拔高度变化,消费电子和便携设备MEMS传感器供应商意法半导体 (纽约证券交易所代码:STM)以最新推出的MEMS(微机电系统)压力传感器成功地实现这个概念。 新产品LPS001WP是一款微型压力传感器,采用创新的传感技术,能够精确地测量压力和海拔高度。该产品采用超轻巧、薄型封装,特别适用于智能手机、运动型手表、各种不同的便携设备、气象站,以及汽车和工业应用。 意法半导体MEMS、传感器以及高性能模拟产品部总经理Benedetto Vigna表示:“MEMS技术让我们不断地开发出可测量各种物理参数的新一代传感器
[传感器]
意法<font color='red'>半导体</font>以先进的技术引领压力传感器迈向新性能境界
科创板半导体募资额第二高,TWS第一股恒玄科技成功上市了
12月16日,恒玄科技(上海)股份有限公司正式在上交所科创板挂牌上市,股票简称为恒玄科技,扩位简称为恒玄科技,股票代码为688608。发行价为162.07 元/股,发行市盈率为355.03 倍。 今日开盘,恒玄科技高开大涨141%,股价为391.00元/股;截至11点,恒玄科技股票报价380.4元/股,涨幅达134.71%,总市值达到456亿元。 据披露,恒玄科技本次发行数量为3,000.00 万股,发行募集资金总额为 486,210.00 万元,扣除不含税发行费用后,实际募集资金净额为475,878.12 万元。这是继中芯国际之后,科创板上市募资规模第二大的半导体公司。 恒玄科技是国际领先的智能音频SoC芯片设计企业之一,
[手机便携]
科创板<font color='red'>半导体</font>募资额第二高,TWS第一股恒玄科技成功上市了
半导体人才荒的讨论,职业教育不应缺席
近段时期,我国台湾地区半导体产业的“抢人”大战频频登上媒体头条,连锁反应之下,甚至传出有封测厂商宣讲会开到了高中,相关主管直言保育、餐饮等专业学生亦可应聘储备干部,“只要愿意动手做就可以“。 这样的现象并非特例,事实上,大陆半导体行业近年来同样存在巨大的人才供需缺口,亦不乏“公司前台被拉去做版图”之类令人啼笑皆非的段子,正因如此,人才培养已成为半导体产业界的热门话题。 不过在热烈的讨论中,一些“迷思”或者说误区,值得业界留意。 聚光灯之外的“塔基” 根据《中国集成电路产业人才发展报告(2020-2021年版)》提供的数据,2020年大陆地区直接从事集成电路产业的人员约54.1万人,预计到2023年前后全行业人才需求将达到76.65
[手机便携]
<font color='red'>半导体</font>人才荒的讨论,职业教育不应缺席
摩比抗干扰滤波器 有效解决系统间干扰问题
    随着现代通信技术的不断发展,移动通信已经进入LTE时代,目前全球已有156张LTE网络启动商用,预计在2014年将达到300个以上。众多移动运营商将面对GSM、CDMA等2G网络,WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等3G网络与TD-LTE、FDD-LTE等网络融合组网所带来的不同制式,不同运营商相邻频段之间常存在严重干扰,如发射杂散较高,互调产物落入相邻接收频段,大大影响相邻频段系统的接收灵敏度。     MOBI抗干扰解决方案提供了对相邻频段或干扰频段较强的抑制,消除系统干扰信号,提高系统的接收灵敏度与抗干扰能力或减少对相邻频段的干扰,降低运营商建网成本,改善用户体验。同时,也为共站址,共天线等建设需求提
[测试测量]
总投30亿元,盐城泓顺硅基半导体材料项目二期主体厂房计划6月完工
近日,位于盐城市大丰区泓顺硅基半导体材料项目传来新动态。据悉,该项目总投资30亿元,计划分三期实施,一期项目今年2月竣工投产;二期主体厂房6月份完工,设备同步进场,今年可实现开票销售3.5亿元、税收5000万元。 “耐高温1800℃、99.998%及以上高纯石英砂生产技术长期被美国和挪威等国外企业所垄断,生产工艺极为复杂。目前公司已拥有此项完全自主知识产权并持有相应专利,解决了硅棒生产‘卡脖子’难题。”江苏泓顺硅基半导体科技有限公司负责人介绍。 据介绍,该项目不仅工艺技术国际领先,吸附价值也极高。依托复旦大学、上海交大、西南科技大学等院校的科研力量,该公司不断建链、补链、强链,全力吸附更多国内外知名硅料企业来大丰区投资兴业,合力打
[手机便携]
电动自行车消费需求减弱 冲击半导体市场
   预计2008年中国市场电动自行车出货量将低于2007年,与2005年大增80%以及过去10年94%的复合年增长率形成鲜明对比。2008年中国电动自行车产量将达到2110万辆,营业收入为29亿美元。比2007年2130万的出货量下降不到1%。这意味着今年中国的多数电动自行车厂商可能遭遇亏损。 图2004-2012年中国电动自行车产量与预测  中国电动自行车厂商目前面临更加不确定的消费者以及更加严格的政府法规。经过10年的急剧增长之后,中国电动自行车产业已走向成熟,消费者面对这种新颖产品的已没有了最初的那种冲动。  半导体市场将受到冲击。预计2008年中国电动自行车半导体市场营业额将达到2.94亿美元,比
[焦点新闻]
电动自行车消费需求减弱 冲击<font color='red'>半导体</font>市场
美国国家半导体推业界最小且能效高达90%的LED及OLED显示驱动器
三款来自美国国家半导体PowerWise高能效系列的全新驱动器,可有效延长手持多媒体设备的电池寿命 二零零七年十月十一日 -- 中国讯 -- 美国国家半导体公司 (National Semiconductor Corporation)(美国纽约证券交易所上市代号:NSM)宣布该公司的PowerWise 系列高能效芯片产品系列又添加三款全新的电源管理产品,分别是LM2755发光二极管驱动器、LM2757无电感开关电容升压稳压器以及LM4510高电压升压稳压器。 此三款外型小巧的新品可以驱动发光二极管和有机发光二极管(OLED)显示器,最适用于便携式多媒体设备。 除可有效延长系统电池寿命外,它们还可支持新一代的视觉效果。 LM275
[新品]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
最新测试测量文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved