选择射频滤波器的窍门都有哪些？

2023-01-07

本文主要是 选择射频滤波器的窍门有哪些？ 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

1.了解基本响应曲线
滤波器的基本响应曲线包括：带通、低通、高通、带阻、双工器，每一个特定形状都决定了哪些频率可以通过，哪些不能通过。
无疑最常见的是带通滤波器。所有工程师都知道，带通滤波器允许两个特定频率之间的信号通过，对其它频率的信号进行抑制。例如声表面波滤波器(SAW)、晶体滤波器、陶瓷和腔体滤波器。制造商都采用了用滤波器中心频率两边0.5dB、1dB或3dB衰减点定义通频带的方法。

2.包括所有必要的技术参数
经常出现这一情况，工程师给出一个需要“一个100MHz带通滤波器”的简短要求，这一要求显然信息量太少了。给出所有必要的信息从详细给出所有频率参数开始，如：
中心频率(Fo)：通常定义为带通滤波器(或带阻滤波器)的两个3dB点之间的中点，一般用两个3dB点的算术平均来表示。
截止频率(Fc)：为低通滤波器或高通滤波器的通带到阻带开始的转换点，该转换点一般为3dB点。
抑制频率：信号衰减某些特定值或值的集合的特定频率或频率组。有时定义理想通带之外的频率区为抑制频率或频率组，所经过的衰减称为抑制。
滤波器类型决定了特定频率。对带通和带阻滤波器，特定频率为中心频率。对低通和高通滤波器，特定频率为截止频率。
为了完整起见，工程师还应定义下列特性，如：
阻带：滤波器不传输的特定频率值之间的频率带。
隔离：双工器中，考虑接收(Rx)通道时为抑制传输(Tx)频率的能力，考虑传输(Tx)频率时为抑制接收(Rx)频率的能力，称为Rx/Tx隔离。隔离度越高，滤波器能够将Rx信号与Tx信号隔离开的能力就越强，反之亦然。其结果是传输和接收信号都更加干净。
插入损耗(IL)：表示器件中功率损耗的一个值，IL=10Log(Pl/Pin)，与频率无关，其中Pl为负载功率，Pin为从发生器输入的功率。
回波损耗(RL)：为滤波器性能的一种度量，表示滤波器输入和输出阻抗接近理想阻抗值的程度。回波损耗定义为：RL=10Log(Pr/Pin)，与频率无关，其中Pr为反射回发生器的功率。
群延迟(GD)：群延迟表示器件相位线性的大小。由于相位延迟出现于滤波器的输出端，了解这种相移随频率的变化是否为线性很重要。如果相移随频率非线性变化，输出波形将发生畸变。群延迟定义为相移随频率变化的导数。因为线性函数的导数为常数，所以线性相移引起的群延迟为常数。
形状因子(SF)：滤波器的形状因子通常为阻带带宽(BW)与3dB带宽的比值。它是滤波器边缘的陡峭程度的一种量度。例如，如果40dB带宽为40MHz，3dB带宽10MHz，则形状因子为40/10=4。
阻抗：以欧姆为单位的滤波器源阻抗(输入)和端接阻抗(输出)。一般情况下，输入阻抗和输出阻抗相同。
相对衰减：测到的最小衰减点处衰减与理想抑制点的衰减的差异。通常，相对衰减以dBc为单位表示。
纹波(Ar)：表示滤波器通频带平坦度的大小，一般以分贝表示。滤波器纹波的大小影响回波损耗。纹波越大，则回波损耗越严重，反之亦然。
抑制：同上。
工作温度：滤波器设计的工作温度范围。
3.不要追求不切实际的滤波器特性
工程师有时会提出如下的要求：“我需要通频带为1，490～1，510MHz，1，511MHz处的抑制大小为70dB。”这一要求无法实现。实际上，抑制是逐渐变化的，不是90°急剧下降，更实际的参数为偏离中心频率约10%。
另一个情况是要求滤波器例如“抑制1，960MHz频率以上的所有成分。”这时，工程师必须意识到不可能衰减该抑制频率直到无限高频率之间的所有频率。必须设置某些边界。更现实的方法或许是，将通频带附近的特定抑制频率衰减两到三倍。
4.争取实现合理的VSWR
常使用电压驻波比(VSWR)表示滤波器的效率，为一比值，大小在1到无穷大之间，用来表示反射能量的大小。1表示所有能量都无损耗通过。大于1的所有值都表示有部分能量被反射，即浪费了。
但是，在实际的电子电路中，1:1的VSWR几乎不可能达到。通常，比值1:5更实际一些。如果要求达到的值小于该值，则会降低效益成本比。
5.考虑功率处理能力
功率处理能力为以瓦为单位的额定平均功率，超过该值则滤波器性能会降低或者失效。此外还需要注意，滤波器的尺寸在某种程度上决定于其功率处理能力的要求。一般地，功率越大，则滤波器所占电路板面积越大。
6.同时、双向通讯中的隔离因素
隔离是双工器的一个特别重要的方面，从接收通道看时，隔离表示滤波器抑制传输频率的能力，反之亦然。隔离越大，则两者分得越开，传输信号和接收信号就越干净。
7.注意作出取舍
性能越高则成本越高。这正是为什么需要准确定义的原因，因为准确定义可以减少不需要的极端情况，因而能够避免不必要的费用开支。
除此之外，对其他因素也需要互相权衡。例如，抑制频率与中心频率越接近，则滤波器越复杂，这有时会造成插入损耗更大。
另外，滤波器性能越高通常使其占板面积越大。例如，从通频带到抑制的非常陡峭的转变需要具备更多腔体和段数，使滤波器更复杂。但是如果电路板费用很重要，则性能有时必须有所削减。
8.寻找可以在各种要求之间作出平衡的制造商
虽然滤波器销售商与滤波器性能的固有特性无关，但选择滤波器销售商时，还是需要像关注元件本身要求一样对此予以关注。一个优秀而稳定的专门生产滤波器的制造商，能时常生产出特定部件来弥补产品设计缺陷。 参考知识1 滤波器（EMI/RFI Filter）的选用： 随着电子设备工作频率的迅速提高，电磁干扰的频率也越来越高，干扰频率通常会达到数百MHz，甚至GHz以上
由于电压或电流的频率越高，越容易产生辐射，因此，正是这些频率很高的干扰信号导致了辐射干扰的问题日益严重
因此，对用来解决辐射干扰的滤波器的一个基本要求就是要能对这些高频干扰信号有较大的衰减，这种滤波器就是射频干扰滤波器
普通干扰滤波器的有效滤波频率范围为数kHz数十MHz，而射频干扰滤波器的有效滤波频率范围从数kHz到GHz以上
传统构造的滤波器不能成为射频滤波器
这是由于两个原因：第一个原因是：旁路电容寄生电感较大（导致串联谐振，增加了旁路阻抗），导致电容器在较高的频率并不具有较低的阻抗，起不到旁路的作用
第二个原因是：滤波器的输入端和输出端之间的杂散电容导致高频干扰信号耦合，使滤波器对高频干扰失去作用
解决这个问题的方法是用穿心电容作为旁路电容
穿心电容具有非常小的寄生电感，旁路阻抗非常小，并且由于采用隔离安装方式，消除了输入输出端之间的高频耦合
各种射频滤波器都是基于穿心电容制造的，并且安装方式都是馈通形式的（输入与输出被金属板隔离）
虽然射频滤波器品种很多，但是每一种型号在设计时都考虑了具体使用场合的要求，使设计师能够在性能、体积、成本等方面获得满意的结果
选择射频滤波器需要考虑的因素有截止频率，插入损耗，额定电流，工作温度，滤波器的体积等等
射频滤波器的安装方式对滤波器的性能也有很大影响
首先，射频干扰滤波器必须以金属板为隔离板，将滤波器的输入和输出隔离开
其次，滤波器要与金属板之间保持低阻抗的接触，以保证滤波电容的旁路效果
最好将滤波器安装在镀锡或锌的铝板或钢板上
为了保证可靠的连接，一般要在滤波器的安装法兰与隔离板之间安装内齿垫片，而不能使用导电胶之类的物质来达到可靠连接的目的
需要注意的问题是，不同金属的接触面之间会发生电化学腐蚀，导致接触阻抗增加
有些设备经过一段时间使用后，干扰情况变得严重，就是由于滤波器的接地阻抗增加导致的
特别是当滤波器的低频滤波效果降低时，就要考虑这种因素 参考知识B 射频滤波器，说白了，就是辐射滤波器，是用来切断以辐射方式传播的电磁干扰的路径的。
那么，射频滤波器，就应该分为很多种，比方说，像通讯行业的、民用的、工业用的。
凡是有辐射干扰的地方，如果需要解决辐射干扰的问题的话，就肯定需要这个射频滤波器了。