一種EOC專(zhuān)用雙工濾波器的仿真設計與實(shí)現
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2 仿真分析
仿真分析采用安捷倫公司的ADS2005射頻仿真軟件，本次仿真主要是對數學(xué)模型進(jìn)行仿真，驗證濾波器的理論分析是否正確，其中重點(diǎn)評估各個(gè)端口之間的傳輸狀況，以及評估高低通帶之間的隔離度和各頻帶的帶外抑制指標。
按照圖2的電路結構進(jìn)行數據建模，其中左半部分為低通濾波電路，右半部分為高通濾波電路。各個(gè)元件的參數按照表1選取，term1為混合輸入端口、term2為低通輸出端口、term3為高通輸出端口，特性阻抗均選用75 Ω。
經(jīng)過(guò)軟件仿真后獲得各個(gè)端口的曲線(xiàn)，通過(guò)分析曲線(xiàn)驗證了數學(xué)模型的正確性，且各項指標均符合預定要求。如圖3所示，dB(S(1，2))曲線(xiàn)圖反映混合口到低通輸出口之間的傳輸指標，可以看到M2點(diǎn)的頻率為32 MHz，正好是低通和帶阻之間的拐點(diǎn)，在0～32 MHz頻帶內傳輸損耗約為0 dB，說(shuō)明30 MHz以前的信號頻率均能無(wú)損通過(guò)，在M2以外有一條斜率大、近乎垂直的線(xiàn)，稱(chēng)為邊帶抑制線(xiàn)，這條線(xiàn)越陡說(shuō)明通帶一阻帶的階越性越好，低通濾波器的性能越好。
另外M2點(diǎn)以上的頻帶曲線(xiàn)中，有一點(diǎn)M3是這段曲線(xiàn)的最高點(diǎn)傳輸指標為-60 dB、頻率為76 MHz，這反映出在32 MHz以上的頻帶中最高的傳輸值為-60dB，所以這點(diǎn)就成為帶外抑制的取值點(diǎn)，換言之就是低通部分的帶外抑制為-60dB，符合設計要求。由此再看圖4 的dB(S(1，3)，同dB(S(1，2))曲線(xiàn)類(lèi)似，它是混合口與高通輸出口之間的傳輸曲線(xiàn)，可以看出高通和帶阻之間的拐點(diǎn)在47 MHz，且階越性好，高通傳輸損耗小，帶外抑制為-56 dB，峰值在19 MHz。
圖5為高通端口與低通端口之間的傳輸曲線(xiàn)，傳輸峰值在19 MHz頻點(diǎn)上，傳輸值為-56 dB，此最高點(diǎn)被稱(chēng)為隔離度的取值點(diǎn)，即說(shuō)明雙工器的端口隔離度為-56 dB。有以上3幅曲線(xiàn)圖可以得出結論，數學(xué)模型建立正確，各個(gè)元器件的取值適當，由此進(jìn)入樣品試制，以驗證產(chǎn)品的實(shí)際性能。
3 實(shí)際產(chǎn)品測試
實(shí)際產(chǎn)品測試是關(guān)鍵的部分，直接影響到該雙工的成功與否，PCB的板材采用FR-4板材，厚度1 mm的雙面板，電容采用0805、0603封裝的貼片高精度電容，電感為空心繞制線(xiàn)圈，方便調試，外殼為金屬且接地。器件的選取上，電容不可能根據計算結果選用定值電容，只能使用通用的相近電容，容值如表3所示。
電感的選取方便一些，可以根據空心電感的計算公式確定各個(gè)電感的匝數，計算公式如式(1)所示。
電感的單位為μH，D為線(xiàn)圈的直徑，N為線(xiàn)圈匝數，L為電感長(cháng)度。根據PCB的尺寸以及屏蔽殼的內部空間，選取電感的直徑為O．23c繞線(xiàn)為0．25 mm的康銅漆包線(xiàn)。電感的長(cháng)度L=D×N。由此確定出電感的匝數如表2所示。
根據電感電容的選取，生成產(chǎn)品實(shí)物如圖6所示。
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