Filtri

a

microonde

Esempio 1 (1/3)Esempio 1 (1/3)Si progetti un filtro passa basso massimamente piatto con:

• fC = 2 GHz Acdb = 3 dB

• A|f = 3 GHz 15 dB

Tipo di filtro: Butterworth

ACdB = 3 dB (K = 1) (' = 3 / 2 = 1.5 ' – 1 = 0.5 → AdB > 15 dB) N = 5

g0 = 1.0000g1 = 0.6180g2 = 1.6180g3 = 2.0000g4 = 1.6180g5 = 0.6180 g6 = 1.0000

' - 1

Butterworth3 dB

Esempio 1 (2/3)Esempio 1 (2/3)

50500000.1Rg'R 000

Scegliamo circuito che inizia con C parallelo

pF984.0102250

6180.0

f2R

g"C

9C0

11

50500000.1Rg'R 066

pF183.3102250

0000.2

f2R

g"C

9C0

33

pF984.0102250

6180.0

f2R

g"C

9C0

55

nH438.61022

6180.150

f2

gR"L

9C

202

nH438.61022

6180.150

f2

gR"L

9C

404

Esempio 1 (3/3)Esempio 1 (3/3)

RisultatiRisultati

RisultatiRisultati

Esempio 2 (1/3)Esempio 2 (1/3)

Confrontare la risposta del filtro precedente con quella di un filtro a ripple costante (3.0 dB) di pari ordine e con la stessa frequenza di taglio

Tipo di filtro: Chebyshev

Ripple = 3.0 dB (K = 1) N = 5

g0 = 1.0000g1 = 3.4817g2 = 0.7618g3 = 4.5381g4 = 0.7618 g5 = 3.4817 g6 = 1.0000

' - 1

Chebyshev3 dB

Esempio 2 (2/3)Esempio 2 (2/3)

50500000.1Rg'R 000

Scegliamo circuito che inizia con C parallelo

pF541.5102250

4817.3

f2R

g"C

9C0

11

50500000.1Rg'R 066

pF223.7102250

5381.4

f2R

g"C

9C0

33

pF541.5102250

4817.3

f2R

g"C

9C0

55

nH031.31022

7618.050

f2

gR"L

9C

202

nH031.31022

7618.050

f2

gR"L

9C

404

Esempio 2 (3/3)Esempio 2 (3/3)

RisultatiRisultati

Confronto tra i due filtriConfronto tra i due filtri

0 1 2 3 4 Frequenza (GHz)

-40

-30

-20

-10

0

DB(|S[2,1]|) binomiale

DB(|S[2,1]|) chebyshev

Esempio 3 (1/3)Esempio 3 (1/3)Si progetti un filtro passa banda che abbia:• una risposta a ripple costante di 0.5 dB• Tipo di filtro: Chebyshev = 100 MHz f1=950 MHz - f2=1050 MHz

• F0 = 0,9987 1 GHz

• A=15 dB per f=1.1 GHz -> f’ = 2 -> N=3

g0 = 1.0000g1 = 1.5963g2 = 1.0967g3 = 1.5963 g4 = 1.0000 )bandacentro(:con

1'

210

0

0

0

012

0

' - 1

Chebyshev0.5 dB

Esempio 3 (2/3)Esempio 3 (2/3)

50'R'RS50/0000.1R/g'GR/g'G 40044000

Scegliamo circuito che inizia con L serie

pF199.05963.1501012

1.0

gRgR"C

910010

20

121

nH0.12710121.0

5963.150gRgR"L

90

10

12

101

pF199.05963.1501012

1.0

gRgR"C

930030

20

123

nH0.12710121.0

5963.150gRgR"L

90

30

12

303

pF91.3410121.050

0967.1

R

g

R

g"C

900

2

120

22

nH726.0

0967.11012

1.050

g

R

g

R"L

920

0

220

1202

Esempio 3 (3/3)Esempio 3 (3/3)

RisultatiRisultati

RisultatiRisultati

filtri su microstrisciafiltri su microstrisciaspecifiche di progettospecifiche di progetto

• filtro passa basso

• frequenza di taglio 4 GHz

• Chebyshev 3 dB

• N=3

CAP

C=0.7117

IND

L=3.349

IND

L=3.349

TLSC

EL=Z0=

453.348

TLSC

EL=Z0=

453.348

TLOC

EL=Z0=

451.405

TLSC

EL=Z0=

453.348

TLOC

EL=Z0=

451.405

TLSC

EL=Z0=

453.348

TLIN

Z0= 1

TLIN

Z0= 1

PORT

Z=1

PORT

Z=1

PORT

Z=1

PORT

Z=1

PORT

Z=1

PORT

Z=1

Stub serieStub serie

Stub parallelo

CircuitoCircuito

TLOC Z0= 1.405

TLIN Z0= 4.35

TLIN Z0= 4.35

TLOC Z0= 1.299

TLOC Z0= 1.299

MLEF Z0= 64.9 Ohm

MLEF Z0= 64.9 Ohm

MLEF Z0= 70.3 Ohm

MLIN Z0= 217.5 Ohm

MLIN Z0= 217.5 Ohm

PORT Z= 1

PORT Z= 1

PORT Z= 1

PORT Z= 1 Z = 50 Z = 50

R04003 da 254m

RisultatiRisultati

0 5 10 15 20

Frequency (GHz)

-50

-40

-30

-20

-10

0

DB(|S[2,1]|)

distribuito

DB(|S[2,1]|)

concentrato

Filtro a StepFiltro a Step

Filtro a StepFiltro a Step

MSUB

Name=ErNom=

Tand=Rho=

T=H=

Er=

RO1 3.38 0.0027 0.7 0.035 mm0.508 mm3.38

MLIN

L=W=ID=

0.91 mmw15 mmTL1

MLIN

L=W=ID=

5.872 mmw75 mmTL2

MLIN

L=W=ID=

2.947 mmw15 mmTL3

MLIN

L=W=ID=

5.872 mmw75 mmTL4

MLIN

L=W=ID=

0.91 mmw15 mmTL5

MLIN

L=W=ID=

20 mmw50 mmTL6

MLIN

L=W=ID=

20 mmw50 mmTL7

MSTEP$ID= TL14

MSTEP$ID= TL8

MSTEP$ID= TL9

MSTEP$ID= TL10

MSTEP$ID= TL11

MSTEP$ID= TL12

PORT

Z=P=

50 Ohm1

PORT

Z=P=

50 Ohm2

w50=1.161

w15=5.844

w75=0.544

RisultatiRisultati

0 2 4 6 8 Frequency (GHz)

-20

-16

-12

-8

-4

0

DB(|S[2,1]|) concentrato DB(|S[2,1]|) distribuito

Filtri passa bandaFiltri passa banda

15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21Frequency (GHz)

Graph 1

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

DB(|S[1,1]|) (R)BPF

DB(|S[2,1]|) (L)BPF