《通信电路原理》第二章（2-3） 声表面波滤波器

m第2章滤波器 2.1滤波器的特性和分类 2.2LC滤波器 2.2.1LC串、并联谐振回路 2.22一般LC滤波器 2.3声表面波滤波器(* 24有源RC滤波器 25抽样数据滤波器

第2章 滤波器 2.1 滤波器的特性和分类 2.2 LC滤波器 2.2.1 LC串、并联谐振回路 2.2.2 一般LC滤波器 2.3 声表面波滤波器（*） 2.4 有源RC滤波器 2.5 抽样数据滤波器

23声表面波滤波器(SAW) R 表面波 只 传播方向 声表面波滤波器是一种以铌酸锂、锆钛酸铅或石英等压电材料 为基体构成的一种电声换能元件。 体积小、重量轻。 SIn x 中心频率可以适合于高频、超高频4(O0)=n4 (几MHz~1GHz)工作。幅频特性为: 相对通频带有时可以达到50%。 用与集成电路相同的平面加工工艺。制造简单、重复性好。 接入实际电路时,必须实现良好的匹配

2 2.3 声表面波滤波器（SAW） L R RS s V 表面波 传播方向 声表面波滤波器是一种以铌酸锂、锆钛酸铅或石英等压电材料 为基体构成的一种电声换能元件。 体积小、重量轻。 中心频率可以适合于高频、超高频 （几MHz～1GHz）工作。幅频特性为： x x A nA sin ( ) 0 = 0 相对通频带有时可以达到50%。 接入实际电路时，必须实现良好的匹配。 用与集成电路相同的平面加工工艺。制造简单、重复性好

24有源RC滤波器 优点 它不需要电感线圈,容易实现集成化 RC滤波器很小,有源滤波器」很大。 滤波器构成 以无源LC滤波器为原型 用一些基本单元电路构成滤波器,例如用有源RC 积分器和加法器等。 实现方法 运算仿真法。 用一阶和二阶电路的级联得到所需滤波器的方法

3 2.4 有源RC滤波器 优点 它不需要电感线圈，容易实现集成化。 RC 滤波器 很小，有源滤波器 很大。 滤波器构成 以无源LC滤波器为原型。 用一些基本单元电路构成滤波器，例如用有源RC 积分器和加法器等。 实现方法 运算仿真法。 用一阶和二阶电路的级联得到所需滤波器的方法。 Q Q

24有源RC滤波器 优点: 它不需要电感线圈,容易实现集成化。 RC滤波器很小,有源滤波器很大。 滤波器构成: 以无源LC滤波器为原型 用一些基本单元电路构成滤波器,例如用有源RC积分器 和加法器等。 实现方法: 运算仿真法 用一阶和二阶电路的级联得到所需滤波器的方法。(*)

4 2.4 有源RC滤波器 优点： 它不需要电感线圈，容易实现集成化。 RC 滤波器 Q 很小，有源滤波器 Q 很大。 滤波器构成： 以无源LC滤波器为原型。 用一些基本单元电路构成滤波器，例如用有源RC积分器 和加法器等。 实现方法： 运算仿真法。 用一阶和二阶电路的级联得到所需滤波器的方法。（*）

24.1构成有源RC滤波器的单元电路 加法器 R R R ()=∑ R 代( R M 2.积分器 般积分器 R H(S C、R H() JOC2R

5 2.4.1 构成有源RC滤波器的单元电路 1. 加法器 = = − M i i i o o v t R R v t 1 ( ) ( ) i =1,2,...,M 2. 积分器 2 1 1 ( ) sC R H s = − 2 1 1 ( ) j C R H j   = − 一般积分器 o v R 0 1 v 2 v R 1 R 2 M v RM o v R 1 C 2 i v

R 有损积分器 R,/R1 H(S R 1+sc2R2 R/R HGO +jCrr 差动积分器 R=R=R 。(s) SCR n1(s) R VoG@) 2(o)-(1o) OCR

6 有损积分器 2 2 2 1 1 / ( ) sC R R R H s + = − 2 2 2 1 1 / ( ) j C R R R H j   + = − 差动积分器 R1 = R2 = R C1 =C2 =C  ( ) ( ) 1 ( ) 2 1 V s V s sCR V s o = i − i  ( ) ( ) 1 ( ) 2  1    V j V j j CR V j o = i − i o v i v R 1 R 2 C 2 o v C 2 R 1 R 2 i1 v i2 v C 1

242运算仿真法实现有源RC滤波器 设计过程是 根据对滤波器性能的需要,设计一个无源LC滤波器作为原型 列出原型无源LC滤波器的电路方程,将其表示成适合于积分器 实现的形式;(统一为电压变量,即对电压的积分得到电压 用积分器和加法器实现电路方程; 根据原型滤波器中元件数值,确定积分器等电路中元件参数。 下面以具体例子说明其实现过程。 Rs=R1=600欧姆 C1=0.0847微法 C R C3=0.0847微法 R 61毫亨

7 2.4.2 运算仿真法实现有源RC滤波器 设计过程是： 根据对滤波器性能的需要，设计一个无源LC滤波器作为原型； 列出原型无源LC滤波器的电路方程，将其表示成适合于积分器 实现的形式；（统一为电压变量，即对电压的积分得到电压。） 用积分器和加法器实现电路方程； 根据原型滤波器中元件数值，确定积分器等电路中元件参数。 下面以具体例子说明其实现过程。 RL L2 C1 RS C3 RS = RL = 600 C1 = 0.0847 C3 = 0.0847 L 2 = 61 欧姆 微法 微法 毫亨

(1)基于节点和,可以列出描述该电路的一个微分 方程组,如下式所示: Is(s) s(s)-V1(3s) L2 Rs 1(o=1()-(]l为x使电路化,量好电路类型统 (s)=s(s)R1 V2(s=l2(SRI 1(s) 1(s)=l2(s)R

8 （1）基于节点和，可以列出描述该电路的一个微分 方程组，如下式所示： RL C1 RS L2 L i 2 i s i Vs C3   L L L S S S S R V s I s sC I s I s V s V s V s sL I s sC I s I s V s R V s V s I s ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 3 2 3 1 3 2 2 1 2 1 1 = − = = − − = − = 为了使电路简化，最好电路类型统一。 在本例中，统一为电压变量。 L L L L S S L V s I s R V s I s R V s I s R ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2  =  =  =

考虑到Rs=R,变换得: 简化后可得: s(s)=s(s)-V1(s) V1(s) V1(s) (s)-2(Ss) SR,C.s(s)-V1(s)-2(s) SRO R R 2(s)=[v1(s)-v3( I2(s)=[ ()-3(s)] SL2 V3(s) 2()-(s) 3(s) 2(s)-3(s)] SR SRO S S 9

9 考虑到RS＝RL，变换得：       ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( ) ( ) 3 2 3 3 1 3 2 2 2 1 1 1 V s V s V s V s sR C V s V s V s sL R V s V s V s sR C V s V s V s V s L L L L S L S S  = =  −   = − =  −   = − 简化后可得：      ( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) 2 3 3 3 1 3 2 2 1 2 1 1 V s V s sR C V s V s V s sL R V s V s V s V s sR C V s L L S L =  −  = − = − − 

(2)实现此方程组的功能框图如下图所示 R SRi S SR L C 3 R 2 SR 2 SR 2 R 2 L D2 L 10

10 （2）实现此方程组的功能框图如下图所示。 s v 1 v ' 2 v 3 v 1 1 SRL C 2 SL R L 3 1 S RL C 2 2 2 2 1 1 SR C R L SR SL R L L L L = = 2 2 2 RL L C =