射频电路实验指导书精Word下载.docx

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[]|,,（|log

10,,（,

（11,,（22

ωωωεωNrpTNrpTTNrpTLPn

LP⋅=+=

其中

rp（dB是[通带纹波]（passbandripple,110

10

/2-=rpεN为元件级数数（orderofelementforlowpassprototypeω为截通比（stopband-to-passbandratio,ω=fc/fx（forlowpass

=BWp/BWx（forbandpass

fc是-3dB截止频率（3dBcutofffrequencyfx是截止频率（stopbandfrequencyBWp是通带频宽（passbandbandwidthBWx是截止频宽（stopbandbandwidth

Tn（ω为[柴比雪夫]多项式（Tchebysheypolynomals

[]

⎩

⎨⎧>

⋅⋅⋅≤⋅≤⋅⋅=--1（coshcosh1

0（coscos（1

1ωαωαωαωαωifNifNTn其中

⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛⋅=-ε

α1cosh

1

cosh1

N

110

/2

-=rpε

图6-1（a（b即是[三级巴特渥兹型]B（3,ω与三种不同纹波和级数的[切比雪夫型]的截通比响应的比较图。

理论上,在通带内[巴特渥兹型]是无衰减的（Maximunflat,而[切比雪夫型]较同级数的[巴特渥兹型]有较大的衰减量。

实际应用上,除非在通带内要求必须是平坦响应（flatresponse外,大多允许通带少量的衰减而采用[切比雪夫型]以获得较大的截通效应或减少元件级数。

（二[低通滤波器]设计方法:

（A[巴特渥兹型]（ButterworthLowpassFilter

步骤一:

决定规格。

电路阻抗（Impedance:

Z0（ohm截止频率（CutoffFrequency:

fc（Hz截通频率（StopbandFrequency:

fc（Hz通带衰减量阻带衰减量

步骤二:

计算元件级数（Orderofelements,N.

⎥

⎦

⎤⎢⎣⎡⎥⎦

⎤⎢

⎣⎡--⋅≥

cxApAxffNlog110

110

log5.010

/10/,N取最接近的整数

步骤三:

计算原型元件值（PrototypeElementValues,gK。

NKN

KgK,....,2,1,

212（sin

2=-⋅=π

步骤四:

先选择[串L并C型]或[并C串L型],再依据公式计算实际电感电容值。

（a[串L并C型]

ZofgCfZogLcevenevenCoddodd⋅=

⋅=

ππ2,

2

（b[并C串L型]

c

evenevenCoddoddfZogLZo

fgCππ2,

2⋅=

（B[切比雪夫I型]（TchebyshevType-ILowpassFilter

电路阻抗（Impedance:

Zo（ohm截止频率（CutoffFrequency:

fc（Hz阻带频率（StopbandFrequency:

fx（Hz

通带纹波量（MaximumRippleatpassband:

rp（dB

阻带衰减量（MinimumAttenuationatstopband:

Ax（dB

arccos（1arccos2

22

x

ffMa

gMagN⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣

⎡⋅-≥ε,其中

1010

-==-rpAxMag

ε

N取最接近的奇整数。

采用奇整数是为了避免[切比雪夫低通原型]在偶数级时,其输入与输出阻抗不相等。

计算原型元件值（PrototypeElementValues,gk。

NKBgAAgAgKKKKK,...,

3,2,421

12

111=⋅=

=

---α

γ

α

（

sin,...,

2,1,212（sin

2sinh

37.17coth

ln1cosh1cosh2

KBNKN

KAN

rp

KK

πγ

π

β

γβεα+==-==⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

=⎭

⎬⎫⎩⎨

⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-

Zo

fgCfZogLceven

evenCoddodd⋅=⋅=ππ2,2

（二[带通滤波器]设计方法:

Zo（ohm

上通带频率（upperpassbandedgefrequency:

fPU（Hz下通带频率（lowerpassbandedgefrequency:

fPL（Hz上截止频率（upperstopbandedgefrequency:

fXU（Hz下截止频率（lowerstopbandedgefrequency:

fXL（Hz通带衰减量（MaximumAttenuationatpassband:

AP（dB阻带衰减量（MinimumAttenuationatstopband:

AX（dB

计算元件级数（Orderofelements,N。

（1,

1212

21

XXXPassXUoXUXPassXL

XL

oXMINBW

f

ffBW

fffωωωωω=⋅⎪⎪⎭

⎫⎝

⎛-=⋅⎪⎪⎭

⎫⎝⎛-=

其中PLPUpass

PU

PLoffBW

fff-=⋅=

（1[巴特渥兹型]（Butter-worth

X

ApAxNωlog110110log5.010

/10

/⎥

⎢⎣⎡--⋅≥

N取最接近的整数.

（2[切比雪夫I型]（TchebeshevType

arccos（1arccos2

2XMag

MagNωε

⎥⎥⎦

⎢⎢

⎣

⋅-≥

N取最接近的奇整数

计算[低通原型]元件值（PrototypeElementValues,gk,其公式如前所示。

并选择[串L并C型]或[并C串L型],计算出实际电容（Cp、（Ls值。

（a[串L并C型]

BWgCpBWZogLspasseven

evenpassoddodd⋅⋅=⋅⋅=ππ2,2

pass

evenevenpass

odd

oddBW

ZogLsZo

BW

gCp⋅⋅=

⋅⋅=

计算[带通原型]元件变换值。

由[低通原型]实际元件值依据下列变换对照表计算出[带通原型]实际元件值,并用[带通原型]变换电器取代[低通原型]电路元件,以完成带通电路结构。

图6-1（aN=5[串L并C型]低通滤波器电路原型

图6-1（aN=5[并C串L型]低通滤波器电路原型

图6-1（cN=5[串L并C型]带通滤波器电路原型

图6-1（dN=5[并C串L型]带通滤波器电路原型四。

、设计实例:

（一设计一个衰减为3dB,截止频率为75MHz的[切比雪夫型1dB纹

波]LC低通滤波器（Zo=50ohm,并且要求该滤波器在100MHz至少有20dB的衰减。

解:

Zo=50ohm

截止频率（CutoffFrequency:

fc=75MHz截通频率（StopbandFrequency:

fx=100MHz

通带衰减量（Max.Attenuationatcutofffrequency:

Ap=3dB阻带衰减量（Min.Attenuationatstopbandfrequency:

Ax=20dB

/10/,N取最接近的整数.N=5

计算原型元件值（PrototypeElementValues,gk。

选择[并C串L型]。

实验二:

放大器设计（AmplifierDesign

1.了解[射频放大器]的基本原理与设计方法。

2.利用实验模组实际测量以了解[放大器]的特性。

一个射频晶体放大顺电路可分为三大部分:

[二端口有源电路]、[输入匹配电路]及[输出匹配电路],如图7-1所示。

一般而言,[二端口有源电路]采用共射极（或共源极三极管（BJT、FET电路,除有源器件外,还包括直流偏压电路。

而[输入匹配电路]及[输出匹配电路]大多采用[无源电路],即是利用电容、电感或传输线来设计电路。

一般放大器电路,依信号输入功率不同可以[小信号放大器]、[低噪声放大器]及[