椭圆形的低通滤波器仿真计算.docx

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椭圆形的低通滤波器仿真计算

椭圆形的低通滤波器推导

一、AR7400低通滤波器原理图

AR7400中5-阶的椭圆形的低通滤波器，由元件C75，C70，L14，C79，L16，C76，C80，L17，C71，L15，和C77组成。

二、单端线上的椭圆低通滤波器

1.归一化椭圆低通滤波器模型特性：

通带内有起伏，阻带内也有起伏：

2.5-阶椭圆低通滤波器的归一化模型：

归一化低通滤波器截止频率为（1/2∏）Hz，特征阻抗1Ω；

3.利用归一化模型设计低通滤波器步骤：

4.频率和阻抗变换计算公式：

5.设计一个截止频率为68MHz，阻抗为50Ω的低通滤波器：

5阶归一化低通滤波器截止频率为（1/2∏）Hz，特征阻抗1Ω；

6.对归一化低通滤波器滤波器进行频率变换：

5阶低通滤波器截止频率为68MHz，特征阻抗1Ω；

7.对以上滤波器进行阻抗变换：

5阶低通滤波器截止频率为68MHz，特征阻抗50Ω；

8.对5阶低通滤波器截止频率为68MHz，特征阻抗50Ω仿真；

5阶低通滤波器截止频率为68MHz，特征阻抗50Ω仿真图形

仿真结果：

通带内有两个起伏点，阻带内有两个陷波点，通带截止频率68MHz，插损小于1.2dB,阻带内带外抑制≥23dB（at87～125MHz），≥60dB（at125～860MHz）；

9.对AR7400单端线滤波器的仿真；

当滤波器中的容值和电感值变化时，如下图，并对其进行仿真，

AR7400滤波器的一部分

仿真结果：

通带内有两个起伏点，阻带内有两个陷波点，通带截止频率80MHz，插损小于1.35dB,阻带内带外抑制≥17dB（at90～～860MHz）；

说明：

电容变小截止频率变大，带外抑制变小；

三、差分线上的椭圆低通滤波器

与单端走线的比较差分信号与传统的一根信号线一根地线（即单端信号）相比，其优点是：

a、抗干扰能力强。

干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上，而其差值为0，即，噪声对信号的逻辑意义不产生影响。

b、能有效抑制电磁干扰（EMI）。

由于两根线靠得很近且信号幅值相等，这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等，同时他们的信号极性相反，其电磁场将相互抵消。

因此对外界的电磁干扰也小。

1、直接对差分线上的滤波器（归一化推导）进行仿真

仿真结果：

从上图看出两个低通滤波器直接并连截止频率变为40MHz,插损5dB,带外抑制变为10dB左右

2、直接对AR7400椭圆滤波器进行仿真：

AR7400椭圆低通滤波器

仿真波形图：

从仿真图看AR7400滤波器截止频率50MHz，插损2.8dB,带外抑制6.3dB,与归一化变换出的滤波器差距很大；

3、差分信号严格大小相等且极性相反，对差分线上滤波器等效，把其中一条线进行等效为参考地，等效的结果为单端滤波器，然后对单端滤波器进行仿真；

等效以后的仿真图形：

截止频率为70MHz，插损≤1.044，带外抑制≤15dB；

以下是经典滤波电路：

5~85MHz滤波器：

2~85MHz滤波器：

105~865MHz滤波器：