传统的滤波器规划电路,是通过阻带把不期望通过的信号反射回源。在大部分运用中,这些反射回源的信号会形成比方互调产品、增益动摇等影响体系功能的问题。相似混频器这样的非线性器材对带外信号会发生呼应,且对传统滤波器导致的反射信号高度灵敏。规划挨近或许满意混频器界说带宽和按捺谐波需求的滤波器,是一项巨大的应战。
射频体系工程师通常会运用一些简略粗犷的方法来处理这些影响,比方在灵敏器材前后刺进衰减器或隔离放大器。众所周知,这些方法会下降整个体系的信噪比和动态规模。咱们能够运用双工器一个端口来完成对阻带反射信号的吸收,但这样的过渡手法对规划电路有较大的空间需求,而且仍然会由于一些反射信号形成阻抗失配。当然咱们也能够运用差分式滤波器(两头口进两头口出,而且在输入输出端口上添加90°电桥完成平衡-不平衡转化)来缓解阻带反射信号的影响。可是这种技能使得滤波器的带宽受制于电桥的带宽,这使得这种规划不适合宽带运用。
为了消除滤波器阻带中的确且普遍存在的反射信号,Mini-Circuits专门开发出了X系列无反射滤波器(已获专利授权)。此系列滤波器采用了全新的滤波器架构,能够完成彻底吸收或停止电路内部一切不期望通过滤波器的阻带信号,完成一切频率上的反射系数为0。
原理:最小化的反射系数改进体系动态规模
在电路规划中,关于传统反射式滤波器常常发生的问题,无反射滤波器特别适用于配对那些灵敏的非线性器材。举一个典型事例,比方滤波器在混频器输出信号链路上的运用。混频器会发生很多的无用混频信号、来自本振的高次谐波以及其他无用频率信号,这是有必要滤除去的。但是,假如运用传统规划的滤波器,或许会导致这些信号反射回混频器中从头转化,或是与有用信号进行新的混频,发生很多意想不到的无用信号。而且很或许这些无用信号正好处于滤波器通带内而无法滤除。
图1 由多个滤波器反射而发生的典型互调过量
互调按捺一直是衡量混频器规划的方针之一。根据当时半导体工业的兴旺,咱们能够通过运用高动态规模的场效应管成功完成了不同水平的互调按捺。但是,即便最好的混频器也会在它的每个端口发生一些互调产品,而且这些互调产品会成为影响到周边射频链路中的要素。当传统滤波器要滤除这些互调产品时,他们会被彻底反射回到混频器,并与基波信号从头组成而发生很多的假信号。这些假信号会由于或许落在所需的频带内而通过滤波器输出到中频,然后约束了整个体系的动态规模。
若滤波器的带外反射系数最小化,则反射回去的无用信号会削减,然后假信号和互调产品会减小,然后改进整个体系的动态规模。
图2 带外反射信号削减然后互调产品削减
理论验证
以下将组成测验电路比照传统滤波器和无反射式滤波器别离配对相同混频器的功能。
测验1:单输入信号的中频信号输出频谱测验
按照图3所示测验电路,将测验3种不同状况下从滤波器反射到混频器输出的信号频谱:
状况1:混频器输出端口直接输出;
状况2:混频器输出端口加传统滤波器;
状况3:混频器输出端口加无反射式滤波器。
图3 单输入信号的中频信号输出频谱测验电路框图
各个状况的测验成果如图4~图6所示。相较于混频器直接输出,加传统滤波器能必定程度上减小反射信号,而无反射滤波器则简直消除了一切反射。从成果图中咱们能够看到在2GHz的频点上,运用传统滤波器的反射信号为-34.55dBm,而无反射式滤波器则为-66.12dBm。两者相较,反射信号减小了超越30dB。其他频点上的反射信号也被无反射式滤波器按捺和滤除。
图4 混频器直接输出
图5 混频器加传统滤波器后的输出
图6 混频器加无反射式滤波器后的输出
测验2:单输入信号的输入频谱测验
按照图7所示测验电路,将测验3种不同状况下从混频器反射到源端的信号频谱:
状况1:输入信号直接输入混频器;
状况2:输入信号通过传统滤波器后输入混频器;
状况3:输入信号通过无反射式滤波器后输入混频器。
图7 单输入信号的输入频谱测验电路框图