一種濾波器設計的技術途徑

1 引言

標準的數字調諧濾波器主要由諧振器、PIN二極管開關電容陣列、數字接口PIN二極管驅動電路組成。數字控制及驅動電路根據8位二進制碼生成24路高低電平（由外加偏置電壓決定）來控制PIN二極管的導通和截止,進而選取電容陣列中不同電容網絡,與諧振電路組合完成不同頻率點的濾波特性。

2 設計方案

根據該系列產品具有工作頻率較

高、跳頻速度較快、選頻性能好、調諧精度較高、體積小等特點,擬采用如下設計方案：

1) 將數字調諧濾波器分成兩部分進行設計,一部分為數字控制部分,一部分為射頻部分,兩部分電路使用隔離膜隔離并采用“積木式”結構組裝。

2) 內電路采用環氧及聚四氟乙烯PCB電路板作為載體,數字控制電路部分將采用環氧PCB板裝配,射頻諧振回路部分采用聚四氟乙烯PCB板裝配,這樣從工藝上保證了射頻電路部分的高頻特性。

3) 依據PCB板的設計原則,采用Protel軟件進行版圖設計,并使用軟件ORCAD或Candense進行仿真驗證。數字控制電路及射頻電路所用的元器件均采用表貼式封裝結構。

4) 考慮到模塊的應用環境及以后的推廣應用,擬采用金屬殼體氣密性封裝,輸入輸出端插針式的結構。

3.3 射頻功率容量
此參數為數字調諧濾波器的重要參數之一,可調諧濾波器與普通濾波器的主要區別是,普通濾波器均由無源元件構成,而調諧濾波器中為非線性有源器件。其中1dB壓縮點是指插損增加1dB時,調諧濾波器輸入的功率電平。此時加在有源調諧元件上的峰值電壓接近實際的直流偏置電壓。對于PIN二極管來說,功率容量隨反向偏置電壓的升高逐漸增強,但必須保證射頻峰值電壓與偏置電壓的和不能大于元件本身的反向截止電壓。

3.4 偏置電壓的選取
偏置電壓使PIN二極管處于反偏狀態,此時的電流很小（1mA）。對于一般的

濾波器來說偏置電壓30V甚至低至12V就可以正常工作。但隨著偏置電壓的升高,

濾波器的功率容量和交調特性都會得到明顯的改善,試驗結果表明當偏置電壓為

100VDC時,濾波器的功率容量和三階交調特性較好