一种UHF波段带通滤波器的设计和制作

根据所给指标设计的电路图进行仿真。图1 是根据所设定的原理图进行的仿真。从仿真图中可以看出，该电路的元件值并不能达到所要求的指标。首先，本设计要求中心频率在450 MHz，但是此电路的中心频率有一定的偏移；而且从图中明显看出带外抑制并不良好，无法达到所要求的指标；而且带内插损也比较大；单单从电路元件的值上看，线圈的值比较小，在制作过程中比较难绕制，比较难实现。

综合上面的分析，此电路图的元件值需要进行一定的调整。

经过一系列的调整、仿真，最后得到如图2 所示的电路原理图和仿真图。

从此电路仿真图可以看出中心频率准确的落在450 MHz上，带内插损比较小，而且带外抑制也比较明显，而且线圈的值相对并不是很小，实际上可以实现，基本上符合制作要求，予以采用。到此本节设计仿真结束，下面进行此电路的制板。

3、关于椭圆函数LC带通滤波器的电路的制板

根据第1 节得出的电路图，可以进行电路的制板。

此过程采用软件Protel 99 se来设计完成。

4、制作此椭圆函数LC带通滤波器及其调试

首先是线圈的绕制。根据以上的结论，线圈的绕制是关键的过程。最大的是250.2 nH，最小的是19.27 nH。

本电感采用漆包线进行绕制（所以在将线圈焊制到电路板上之前，将线圈焊脚外部的漆用小刀刮去），绕制250.2 nH的线圈，根据以往对电感线圈的了解和对此线圈的假设，先绕制7圈，进行测试和调节。本设计的电容是采用陶瓷贴片电容，由于该电容的Q 值比较低，因此本滤波器的带内插损并不能如同仿真那样好，只能调到-4 dB左右，而且本滤波器的驻波系数会比较大。

将第一个绕制的250.2 nH 的线圈和一个0.5 pF 的电容焊制到电路板后，进行第一次网络分析仪测量。第一次测量发现中心频率发生偏移，大于450 MHz，可得到，是由于线圈匝数过大造成的，因此要适当的减小线圈的匝数，然后将调整过的线圈焊制到电路板上再进行调试。此过程将进行几次，当中心频率落在450 MHz或十分接近450 MHz的时候，表示线圈值基本准确，可以进行下一步。

将另一个绕制的250.2 nH 的线圈和一个0.5 pF 的电容，按照之前设计的电路进行焊制并用网络分析仪调试。虽然此次的线圈值和第一个值是一样的，但是由于贴片电容制作上的误差以及线圈绕制的误差等等因素，使得此线圈并不是完全和第一个匝数一样，所以还要进行多次测量调试和修改才能达到所要求的值。

最后一步是焊制，此过程与23.88 nH线圈的绕制基本相同。接下来就是对整个滤波器进行调整，以达到最好的制作指标。

5、结语

要设计一个滤波器，首先要分析滤波器的技术指标，选择合适的滤波器形式，确定滤波器的级数，分析滤波器的带外特性以及通带特性，估算滤波器中心衰减和带外抑制的大小，对滤波器进行合理的设计与计算，最后要对滤波器进行仿真优化，直至达到满意的技术指标。接着就可以制板，并加工调试。

在调试的过程中，容易忽略电路所产生的寄生电容和寄生电感对整个电路的影响。在对波形进行调试的时候，只对线圈进行了调整，忽略了电容的影响。本身很小的电容在寄生电容的叠加下，可能会比较大的改变开始仿真时候的值。在测试的时候，应该对几个比较小的电容进行适当的调整并测试，这样才能比较好的满足所要求的性能指标。