切比雪夫濾波器課程設計

西安郵電大學專業(yè)課程設計報告書院（系）名稱：電子工程學院學生姓名：專業(yè)名稱：電子科學與技術(shù)班級：科技1004實習時間：2013年5月20設計題目：集中參數(shù)切比雪夫低通濾波器一、設計指標：設計集中參數(shù)切比雪夫低通濾波器，濾波器第一個元件為串聯(lián)方式

通帶頻率范圍0~0.16GHz；通帶內(nèi)衰減小于0.6dB；在0.32GHz時衰減大于40dB；特性阻抗：50歐姆，微帶線基板厚度1mm；基板的介電常數(shù)4.2；連接集中參數(shù)元件的微帶線長選為2.5mm，寬選為1.5mm。二、設計原理：巴特沃茲濾波器中，幅度響應在通帶和阻帶內(nèi)都是單調(diào)的。因此，若濾波器的技術(shù)要求是用最大通帶和阻帶的逼近誤差來給出的話，那么，在靠近通帶低頻端和阻帶截止頻率以上的部分都會超出技術(shù)指標。一種比較有效的途徑是使逼近誤差均勻地分布于通帶或阻帶內(nèi)，或同時在通帶和阻帶內(nèi)都均勻分布，這樣往往可以降低所要求的濾波器階次。通過選擇一種具有等波紋特性而不是單調(diào)特性的逼近方法可以實現(xiàn)這一點。切比雪夫型濾波器就具有這種性質(zhì)：其頻率響應的幅度既可以在通帶中是等波紋的，而在阻帶中是單調(diào)的（稱為I型切比雪夫濾波器），也可以在通帶中是單調(diào)的，而在阻帶中是等波紋的（稱為II型切比雪夫濾波器）。本次課程設計，要求為做一個fc=0.16GHZ，fs=0.32GHZ的集總參數(shù)切比雪夫濾波器。對于切比雪夫濾波器：1.插入損耗2.N階切比雪夫多項式上圖為切比雪夫多項式3.帶內(nèi)電壓傳遞系數(shù)模值帶外衰減插入損耗帶外衰減上圖為3dB切比雪夫歸一化濾波電路頻率響應。三、理論分析：1.確定歸一化的0.5dB切比雪夫低通濾波電路得到低通原型參數(shù)（1）確定N值：Ωs=ωs/ωc=2，由Ωs=2和LAs＞40dB查圖得N=5。（2）確定歸一化原件值：由N=5，LAr=0.5dB,查表得各元件歸一化值為g0=g6=1.0Ω,g1=g5=1.7058H,g2=g4=1.2296F，g3=2.5048H（3）低通原型電路圖（4）映射到低通濾波電路映射變換關(guān)系ωc=2πfc,利用映射變換關(guān)系計算得（首個元件串聯(lián)）:L1歸=L3歸=(Ωc/ωc)g1=1.6968nHC1歸=C2歸=(Ωc/ωc)g2=1223pfL2歸=(Ωc/ωc)g2=2.5274nH（5）計算濾波器元件實際值：已知Z0=50Ω,變換關(guān)系計算得:L1=L3=Z0*L1歸=84.84nHC2=C2歸/Z0=24.46pfL2=Z0*L2歸=126.37nH（6）在ADS仿真軟件中，可使用設計向?qū)Э焖俚玫綖V波器電路方法如下：ａ在原理圖界面中，選擇設計向?qū)В庀吕藛沃羞xFilter,彈出頁面選第一項，點OKｃ在彈出頁面選擇后，返回原理圖界面選擇并放置一個低通濾波器模型。ｄ設置參數(shù)如圖ｅ選擇Ｄｅｓｉｇｎ后，返回原理圖界面點擊后，得到低通濾波器原型電路。四、仿真原理圖：1在上圖中加入微帶傳輸線。2加入端口：3設置掃頻：4設置微帶線控件：5原理圖：6版圖，并加入內(nèi)外端口，刪除原件：7修改后版圖。創(chuàng)建模型7聯(lián)合仿真原理圖：五、仿真結(jié)果：1原理圖仿真結(jié)果：2聯(lián)合仿真結(jié)果：六、結(jié)果分析：總結(jié)本次課程設計在2周之內(nèi)，圓滿達到指標任務。一方面對濾波器的知識進行進一步深刻的了解，更加重要的是熟悉了ADS仿真軟件的使用，在實際工程操作中運用所學知識。并在與老師和同學的討論中，解決問題。碰到第一個問題是從原理圖直接仿真時，原理圖數(shù)據(jù)已經(jīng)全部達到指標，但是直接制版圖后，仿真結(jié)果與原理圖結(jié)果截然不同。經(jīng)過查閱資料之后，在原理圖和版圖仿真原理不同的情況下，結(jié)果雖然有差距但是不應該出現(xiàn)這種情況。詢問老師后，了解到，本次的課題集總參數(shù)濾波器的中心頻率0.16GHZ較低，在版圖仿真時，會出現(xiàn)這種計算出錯的情況。因此需要使用聯(lián)合仿真的方案。碰到的第二個問題是在進行聯(lián)合仿真時，修改版圖后，發(fā)現(xiàn)生成聯(lián)合仿真原理圖時，無法連接底線。情況如圖：修改版圖時，將下端口接地的方法是錯誤在老師的指點下，將版圖中的接地改為兩個外端口，在進行聯(lián)合仿真，圓滿達到指標。兩周的時間，提高了我的實際操作能力，加深了理解，做到學以致用。

學生姓名班級/序號/承擔任務實驗室（單位）電子信息工程系所在部門電子工程學院實施時間2013年5具體內(nèi)容第一周第二周指導教師（師傅）姓名范瑾職務或職稱講師指導教師（師傅）對學生的評價學習態(tài)度□認真□一般□不認真學習紀律□全勤□偶爾缺勤□經(jīng)常缺勤實踐能力□很強□一般□較差指導教師（師傅）對學生專業(yè)知識或社會實踐能力等情況的意見指導教師（師傅）簽字年月日學生姓名班級/序號/進行時間2013年成績鑒定學習內(nèi)容（20分）與教學任務計劃結(jié)合程度（10分）與專業(yè)培養(yǎng)結(jié)合程度（6分）其它（4分）接受單位評價（20分）實踐能力（10分）學習態(tài)度（6分）學習紀律（4分）報告鑒定（60分）報告內(nèi)容與實踐過程緊密結(jié)合（15分）報告內(nèi)容與教學計劃內(nèi)容緊密