1. 什么是高頻濾波器?
濾波器(Filter)是從給定信號(hào)中只提取所需部分并除去不需要部分的元件。另外,將這種效用稱為濾波。高頻指的是電波、聲波等波形中頻率較高的部分。高頻濾波器是讓所需頻率信號(hào)通過并阻斷不需要的頻率信號(hào)的元件。此類濾波器有時(shí)稱為RF濾波器。
圖1:高頻濾波器的濾波示例
2. 什么是LC濾波器?
“LC濾波器”是由電感器(L)和電容器(C)組合而成的元件,可以阻斷不需要的頻率信號(hào)或只讓所需頻率信號(hào)通過。
圖2:電容器、電感器高頻特性
3. LC濾波器的結(jié)構(gòu)
采用溫度系數(shù)小的LTCC(低溫共燒陶瓷)和印刷銅線圈,構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)的LC濾波器。通過將L和C制成多層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了小型化。通過更換線圈圖案或電容器圖案,可以改變?yōu)V波器的波形。
圖3:LC濾波器結(jié)構(gòu)圖
4. 什么是LTCC?
LTCC是Low Temperature Co-fired Ceramics的首字母縮寫,指的是低溫共燒陶瓷。LTCC的特點(diǎn)是,通過在通常在1500°C以上的高溫下燒成的陶瓷材料中混合玻璃成分,可以將燒成溫度降低至900°C左右。
5. 使用LC濾波器的優(yōu)點(diǎn)
下面是LPWA(Low Power Aria Network)的電路圖為例。左圖使用10個(gè)電感器(L)和電容器(C),構(gòu)成了868MHz的低通濾波器+巴侖。右圖是采用LC濾波器,將其替換為單個(gè)元件的示例。通過采用LC濾波器,帶來了以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
· 易于設(shè)計(jì)
· 減少元件偏差
· 減少設(shè)計(jì)空間
· 減少元件數(shù)量
圖4:LPWA(Low Power Aria Network)的電路圖示例
6. LC濾波器的類型
根據(jù)提取頻率的不同,LC濾波器大致分為四種類型。
低通濾波器:Low Pass Filter(簡稱:LPF)
僅提取低頻(Low)側(cè)頻率的濾波器。因?yàn)槭亲尩陀谧钄囝l率的頻率通過的濾波器,所以被稱為低通濾波器。
高通濾波器:High Pass Filter(簡稱:HPF)
僅提取高頻(High)側(cè)頻率的濾波器。因?yàn)槭亲尭哂谧钄囝l率的頻率通過的濾波器,所以被稱為高通濾波器。
帶通濾波器:Band Pass Filter(簡稱:BPF)
僅提取特定頻率范圍的濾波器。因?yàn)槭侵蛔屗O(shè)定頻率范圍通過的濾波器,所以被稱為帶通濾波器。
帶阻濾波器:Band Elimination Filter(簡稱:BEF)
因?yàn)槭侵蛔钄嗵囟l率范圍的濾波器,所以被稱為帶阻濾波器。
7. LC濾波器的關(guān)鍵指標(biāo)說明
我們對使用LC濾波器時(shí)常用的術(shù)語進(jìn)行說明。
插入損耗:Insertion Loss
插入損耗英文稱為Insertion Loss(插入損耗),簡稱為IL。
IL指的是想要通過的頻帶的信號(hào)在通過產(chǎn)品時(shí)損耗的量,單位為dB。如果IL良好,則稱為濾波器的損耗低或IL低。如果IL不良,則想要通過的信號(hào)會(huì)損耗,使得信號(hào)無法通過。因此,可以說具有良好IL特性的產(chǎn)品是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
衰減量:Attenuation
衰減量英文稱為Attenuation(衰減),簡稱為ATT。
衰減指的是想要衰減的頻帶的信號(hào)在通過產(chǎn)品時(shí)衰減的量,單位為dB。如果衰減良好,則稱為濾波器的衰減量高或衰減大。如果衰減不良,則不想通過的噪聲等信號(hào)就會(huì)通過。當(dāng)進(jìn)行注重IL的設(shè)計(jì)時(shí),衰減特性會(huì)有惡化傾向,因此濾波器開發(fā)人員會(huì)考慮IL和衰減特性兩者之間的平衡進(jìn)行開發(fā)。
反射特性:Return Loss
反射特性英文稱為Return Loss(回波損耗),縮寫為RL。
Return Loss指的是將信號(hào)輸入到產(chǎn)品時(shí)反射的信號(hào)量,單位為dB。如果Return Loss良好,則想要通過的信號(hào)被濾波器反射的量會(huì)較小,這意味著會(huì)有較多信號(hào)通過濾波器而不被反射。
通帶寬度:Band Width
通帶寬度英文稱為Band Width(帶寬),縮寫為BW。
通帶寬度是允許信號(hào)通過的頻帶,單位為Hz。
圖5:LC濾波器關(guān)鍵指標(biāo)說明
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