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LC带通滤波器的耦合变换

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L c 蔗 迫麟夏 状 应用与实践· c带通滤波器的耦合变换 电子部九所朱华琨阑霖 了 / . t——一一 在CATV系统中,LC带通滤波器是一种 Z12Z . 应用很广的器件。图l所示的带通滤波器便是一 十 23十 31 种Affl最为熟悉的电路。但是,采用这种电路的 Z ÷— 滤波器,在电视v 频段才有较好的适用性,限 制其工作频率升高的主要原因是耦合容抗随频 Z。一 弓 l_ ! 妻 皂 ,现此外,这种滤波器的带外特性不对称,高频 J、, 旦戛 毫 难 图1’ 中l。 、2级间的耦合变换如图3… 。 。。二’。‘ ,其中 ‘ 端的带外衰减特性差,工作频率越高,这种现 。 象越明显,达不到CATV系统所要求的带外衰 一1/1 减特性。 z -一1/i c 。。 or l F— 【。 。 2 :!。 图I 所以.ZI= 1一 i等l_ 对于耦合容抗随频率升高而减小的问题已 j们12。jt ’L。j 2 经有文章进行了分析,并提供了一种解决方 c +星.cl2) 法 :,采用本文所推荐啦擎 变 遘,可以将外 电容耦合变换为电容、电感交替耦合,为这个 c 。一c +c z+ ·c 问题的解决又提供了另一种简捷的方法。同时, 这种交替耦合改善了滤波器的对称性,增强了 高频端的带外衰减,能够达到CATV系统的要 丽1一 L1 jwC L:。jwC】。jt 2 求 耦合变换的理论基础是△一y变换。 ]/iw(c。+c z十鲁.c】 ) 图2所示的变换存在以下基本关系: c。 +cl。+鲁.c】 1 1 1 i札C,i让C。 一而一 =1/iw(c + ) c _c_+ + 图2 电视技术1994年第8期 39 维普资讯 http://www.cqvip.com

图1中2、3级间的耦合变换如图4所示,其 中 Z1 2—1/jwC23 z。3:1/jwC Z31=jwL 。为滤波器的中心角频率,当 = 。时, C1 一C1+2C12≈C1 C2 一C2+2C】2≈C2 ,1 2 前面所得的变换关系可以进一步简化为 。 Ⅱ一 变换结果如下: C1 8J.2Cl+ ≈ 12 l2 厶 一厶/(1+ 一 · )一工 Ca 一c3+G3一 L·ci3一c3 '-Lz/( +1一券):鲁。Lz 变换盾的槽路电感和电容都几乎未变,只 z 一j 一—— jwLz+赢!鲁+赢=  是耦合元件的值发生变化。变换前的耦合电容 c 的值越小,变换后的耦合电容c 就越大, jwL2/(1+ 一∞ L2c23) 因此,耦合电容容抗随频率上升而急剧减小的 问题就迎刃而解了。变换后的耦合电感工。。 可 Lz :厶/(1+ 一∞ 厶c23) 以由粗短裸线构成,改变导线的长短或粗细就 L.—L 可以获得任意的耦合量。 1 jwC23 jwCa 丽一 改进后的滤波器的耦合元件一端接地,有 利于减小级间的杂散耦合,方便调试。 1/j∞(Ca+C23一w L2C3C23) 图5的滤波器与适当的输入、输出匹配网络 C3 一C3+Cz3一 。L2CzC 连接后就可以得到一个完整的L*7带通滤波器 jw L了。 。图6是一个采用电感匹配的电路,端接 za一 L 一 磊2"jw ̄: 阻抗是75n。附表是笔者推荐的一组1~12ch的 j + +专 滤波器的试验修正数据。其中C 的引线越短 越好,也可以用几个电容并联,以减小引线电 jwL2/( +1一 。z c3) 感的影响,或者使用高频片状电容。当带宽为 厶3 一工2( 三+1--W。L2c3) 8MHz时,擂损小于258B,带外衰减大于20dB 经变换后的电路如图5所示。 (,。士12MHz)。如果体积允许,可以再适当减 小c 、G、c。的值,Ll,工 ,厶的值再相应增 加,并采用更粗一些的导线绕制线圈,这样可 使滤波器的性能得到改善。 图5 在图1的电路中,一般满足下述关系 L1一厶:L3=L。 C 一Cz:G=Co 圈6 C 。《G s《c0 并且LcCo=l/wo 电视技术1994年第8期 维普资讯 http://www.cqvip.com

附表 频 道 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 C1 ,c ,Ca (pF) 68 68 51 33 10 8.2 8 2 6.8 6.8 5.6 5.6 工。,厶( ) 4 4 4 2 2 } ÷ 1.5 1.5 1.5 1,LI (N) 4 5 5 4 4 4 4 4 4 4 (N) 6 7 7 5 5 5 5 5 5 c12’(pF) 360 360 270 200 150 150 12O 12O 100 100 10o L∞’(N) 1.5 1.5 1 1 1 4 4 l 1 4 1 4 6 l 1 6 1 6 备 注 L2s’为+0.83镀银拽,其亲为+0.53漆包拽,leh城圈内径为邮,其亲为 ,改变线圈匝重或导线 长短获得所需特性。 这种滤波器也能用在u频段,例如在36频 及电路综台.电视技术,199o,12 道时,插损为4dB(带宽10MHz),带外衰减为 【2]甘本微,吴万春.现代微披撼披器的结构与设计. 20dB(fo士20MHz)。因其价格低廉,体积小巧, 科学出版杜,1973 用作调制器的输出滤波器时,显然比螺旋滤渡 [3]成都电讯工程学院七系.LC滤波器和曩旋滤波器 器更有使用价值。 的设计,人民邮电出版社 参考文献 (定稿日期1994 04 08) C13李琛.电窖耦台带通游披器工作频率提高的研究 (上接第38页) 统更比MMDS容易遭受外界干扰,如干扰脉 区域内用户即被提供服务,而电缆则需数月至 冲、当地开路台等。 几年的周期。 9.其它相关的考虑 6.画面质量 电缆适合在已经预留走线路由的城市,而 电缆系统质量取决于所传频道数和串接放 不适宜农村较分散的区域。长期 周密的预测和 大器的个数,为了保证一定的信噪比等其它指 计划十分重要,它可提供服务功能的扩展,加 标,传播距离一般10 ̄20km,而MMD 随着距 上电缆的寿命问题,它始终都需要重金投入。 离的加大系统质量也可能会受气候条件和地形 MMDS不但能覆盖城市而且也可覆盖农 的影响。 村,在决定覆盖面的同时应考虑电磁波的辐射 7.系统稳定性 同题,较适用平原地区。 具有众多放大器、馈电部件、连接点的数 综上所述,MMDS具有CATV多频道传 十公里的电缆传输系统都影响着系统的稳定 输的特点,在性能上类同手同轴电缆甚至超过 性,而MMDS则相对不存在这些问题。 同轴电缆,因此同样可以进行收费服务。该系统 8.干扰 的采用,必将给找国广播电视事业注入新的活 由于传输的工作频段不同,决定了电缆系 力。 电视技术1994年第8期 41 

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