LC滤波器设计与制作

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1、 现代电子学实验报告设计课题： LC 滤波器设计 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 设计时间： LC 滤波器的设计一、实验目的设计和制作 LC 滤波器二、实验设备TDS2000B 数字存储示波器SP3060 型数字合成扫频仪MT 4080 handheld METER三、实验内容（一）ADS 仿真1、定 k 型 LPF（例 2.6）设计截止频率为 50MHz,且特征阻抗为 50 的 5 阶 形定 k 型 LPF。步骤：1）归一化 LPF 的设计数据对截止频率进行变换，待设计滤波器的截止频率与基准滤波器的截止频率的比值 M 为：M=待设计滤波器截止频率/基准滤波器的截止频率=50MHz/（1/

2、2）Hz3.14159271062）用这个 M 值去除基准滤波器的所有电感和电容的值，得到的特征阻抗仍为归一化特征阻抗 1，而截止频率从归一化截止频率 1/(2)Hz变成了 50Hz 的滤波器的各元件参数。3）接着把特征阻抗从 1 换成 50。为此要求出待设计滤波器特征阻抗与基准滤波器特征阻抗的比值 K。K=待设计滤波器特征阻抗/基准滤波器特征阻抗=50/14）将中间结果滤波器的所有电感值各乘以 K，将中间结果滤波器的所有电容值各除以 K，即得实验设计结果。电路图：衰减和延时：3、巴特沃斯型 LPF（例 3.7）试设计并制作截止频率为 1.3GHz 且特征阻抗为 50 的 5 阶 T 形巴特沃

3、斯型 LPF。步骤：以这个归一化 LPF 为基准滤波器，将截止频率从 1/（2）变换成190MHz，将特征阻抗从 1 换成 50 即可得到所要设计的滤波器。M=待设计滤波器的截止频率/基准滤波器的截止频率=1.3GHz/1/（2）8.168109K=待设计滤波器的特征阻抗/基准滤波器的特征阻抗=50/1=50电路图：衰减特性和反射损耗：截至频率附近的衰减特性：4、切比雪夫型 LPF（例 4.5）试设计并制作截止频率为 190MHz 且特征阻抗为 50 的 5 阶 形切比雪夫型LPF。步骤：1）为进行截止频率变换求出比值 M1.934109。2）将归一化的 LPF 的所有元件值除以 M，得到了实

4、现截止频率变换的滤波器构成元件值。3）为了把左侧端口的归一化特征阻抗 1 变换成 50 而求比值 K。4）将所得到的滤波器元件值，将所有电感值乘以 K，将所有电容值除以 K。电路图：衰减和延迟：反射损耗：5、贝塞尔型 LPF（例 5.3）试设计特征阻抗为 50 且截止频率为 300kHz 的 2 阶贝塞尔型 LPF。步骤：1）为进行截止频率变换求出比值 M。2）将归一化的 LPF 的所有元件值除以 M，得到了实现截止频率变换的滤波器构成元件值。3）为了把两侧端口的归一化特征阻抗 1 变换成 50 而求比值 K。4）将所得到的滤波器元件值，将所有电感值乘以 K，将所有电容值除以K。电路图：衰减和

5、延迟：反射损耗： 6、高斯型 LPF（例 6.4）试设计截止频率为 20MHz 且特征阻抗为 50 的 7 阶 形高斯型 LPF。步骤：1）为进行截止频率变换求出比值 M。2）将归一化的 LPF 的所有元件值除以 M，得到了实现截止频率变换的滤波器构成元件值。3）为了把两侧端口的归一化特征阻抗 1 变换成 50 而求比值 K。4）将所得到的滤波器元件值，将所有电感值乘以 K，将所有电容值除以K。电路图：衰减和延迟：7、高通滤波器（例 7.6）试依据巴特沃斯型 5 阶归一化 LPF 的数据，设计并制作截止频率为 190MHz 且特征阻抗为 50 的 5 阶 T 形巴特沃斯型 HPF步骤：1）为进

6、行截止频率变换求出比值 M。2）将归一化的 LPF 的所有元件值除以 M，得到了实现截止频率变换的滤波器构成元件值。3）为了把两侧端口的归一化特征阻抗 1 变换成 50 而求比值 K。4）将所得到的滤波器元件值，将所有电感值乘以 K，将所有电容值除以K。电路图：仿真图：衰减特性和延时特性8、带通滤波器（例 8.4）试设计带宽为 190MHz，线性坐标中心频率为 500MHz，特征阻抗为 50 的 5阶巴特沃思型 BPF。步骤：1）依据归一化的 LPF 设计出一个带通宽度等于待设计 BPF 带宽、特征阻抗等于待设计 BPF 特征阻抗的 LPF。2）要从带宽等于待设计 BPF 带宽、特征阻抗等于待

7、设计 BPF 特征阻抗的 LPF变换成 BPF，我们需要一种从 LPF 到 BPF 的电路元件对应关系。电路图：衰减特性哈延时特性：中心频率附近的衰减特性：9、巴特沃斯型 BRF（例 9.2）试设计带宽为 190MHz，线性坐标中心频率为 500MHz，特征阻抗为 50 的 5阶巴特沃思型 BRF。衰减特性和反射特性：制作 PCB 板：要求：设计一个截止频率为 25MHz，特征阻抗为 50 的低通滤波器。利用 Altium Designer 画原理图及制作先新建工程：File-New-Project-PCB ProjectADD NEW TO PROJECT -sheet1 schdocADD

8、 NEW TO PROJECT -PCB1 pcbdocADD NEW TO PROJECT -PCB1 pcbdoc绘制原理图如下，和特殊器件，摆放好器件，布线，覆铜。这样我们的 pcb 板的设计就完成了，如下图。PCB 原理图：PCB DOC：接着我们跟随老师去吧设计好的图纸打印出来，打印好的电路板设计图：机器正在烘烤电路板，使纸上的电路印刷到覆铜板上：覆铜板上印刷上石墨后的效果图：浸泡在腐蚀液中的快要腐蚀好的电路板：用大铡刀切好的电路板雏形：插好器件：用示波器进行调试，示波器上显示的滤波效果：检验：用 ADS 进行仿真：实验结论：我设计和制作的滤波器符合设计要求，能够滤出特征阻抗为 50，截止频率为 25MHz 的低通滤波器。实验过程中遇到的问题及怎样解决：问题：由于打孔的机器，针头比较粗，使腐蚀好的电路板焊盘被打掉了，无法很好的焊上器件。解决方法：我将无法焊好的器件用导线焊在一起，成功解决了这个问题。问题：由于自己手工绕制的电感不稳定，滤波效果很不稳定。解决方法：绕好与要求的值差不太多的电感，先焊接在电路板上，焊好后，调整电感线圈的松紧度来调整成为要求的电感值。