带宽可调带阻滤波器的设计

传统的带阻滤波器大多是采用全无源元件实现,存在阻带带宽不易调节、电感元件占芯片面积大等问题。本文采用TSMC 180nm CMOS工艺,提出一种基于N通道陷波滤波器的带宽可调带阻滤波器,该电路由2个二阶N通道陷波滤波器和跨导单元构成,通过跨导单元使两通道的频率相对总输出频率向上和向下偏移,实现了滤波器的阻带带宽可调谐。在1.8V的供电电压下,采用Cadence Spectre RF仿真,结果表明:滤波器的增益大于-2dB,陷波频率可调范围为0.3~1.2GHz,阻带带宽可调范围为20~48 MHz,阻带抑制为12dB,频偏为150 MHz时,IIP3为9.8dBm,F_N为3.5~6.5dB。该带阻滤波器不仅实现了带宽可调谐的功能,而且电路结构简单,易于全集成,电路整体性能得到提高,为多标准、多频率的无线电应用提供了参考。     

一种具有谐波抑制的电可调功分器

提出并实现了一种等功分的电可调功分器。该功分器基于复阻抗变换技术进行设计,采用3个复阻抗变换器,实现了从600～1900 MHz的中心频率可调,在可调范围内实现输入端反射系数S 11优于-15 dB,传输系数S 21、S 31大于-4 dB。该功分器具有结构紧凑、偏置电路简单的优点,具有良好的谐波抑制特性。     

适用于OTA-C滤波器的高线性OTA的设计

设计了一种适用于OTA-C滤波器的高线性运算跨导放大器(OTA).该OTA采用新型的乘法器输入级,以获得大的线性跨导输入范围;采用一种新的共模负反馈(CMFB)策略,将主放大器输出电压线性压缩后再引入CMFB电路,以改善传统CMFB结构对OTA输出线性范围的限制.在SMIC.35 μm标准CMOS工艺下仿真,结果显示:输入级的线性跨导差分输入电压范围达到了—2～2 V,等效跨导在1 μS时,直流(DC)开环增益达到了76 dB,共模抑制比(CMRR)为140 dB,电源抑制比(PSRR)为144 dB.基于这种OTA设计了OTA-C二阶低通巴特沃斯滤波器.通过调节OTA的跨导,滤波器在1 pf的负载电容下的截止频率从11 kHz变化至419 kHz;当截止频率为100 kHz时输出为3 Vp-p@100 kHz时的总谐波失真(THD)为—47 dB.     

小型化谐波抑制双模方形贴片带通滤波器

文章提出一种新颖的小型化谐波抑制方形贴片双模带通滤波器,在方形贴片上开2个十字正交矩形缝隙以降低贴片的谐振频率;用一对由窄缝链接起来的小方块作为微扰源,并激励起简并模,输入/输出谐振器则采用L形开路结构.仿真结果表明,该滤波器的体积远小于传统未开槽的滤波器,且寄生通带出现在基波的3倍频处,通带外谐波抑制在-30 dB以...     

N通道带阻滤波器谐波分析与抗混叠研究

N通道带阻滤波器的谐波混叠干扰是一个普遍存在的问题,因此对其抗混叠能力提出了更高要求.本文首先采用伴随网络方法,推导出输入电压到电容采样电压的传递函数,简化了谐波传递函数的计算过程.然后推导出N通道带阻滤波器的完整谐波传递函数,并采用电路仿真加以验证.在UMC110 CMOS工艺环境下,通过分析滤波器参数对谐波混叠的影...     

直角耦合结构的宽阻带SIW滤波器

提出一种新型的宽阻带基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)滤波器.该滤波器采用直角耦合结构,在上阻带产生两个传输零点(transmission zeros,TZs),分别位于两个不同的二次模(TE_(102)/TE_(201))谐振频率附近.为了进一步提高滤波器的阻带特性,在SIW的上层金属面蚀刻两个矩形槽.测量结果表明,该滤波器中心频率10 GHz处的插入损耗为1.9 dB,通带内回波损耗大于20 dB.阻带抑制大于20 dB的频段为10.5~18.8 GHz,有效抑制了二次谐波响应.相比传统SIW带通滤波器,阻带宽度增加了48%.实测结果与仿真结果吻合良好.     

具有抑制谐波性能的新型微带带通滤波器设计

提出了一种新型的具有谐波抑制性能的微带带通滤波器结构,其由一对带有过孔的微带短路环和两段共面波导传输线构成。通过控制两个微带短路环间的距离,可以灵活地调节滤波器的带宽;而通过调节微带短路环两臂的间距和共面波导传输线的长度及两者的相对位置,则可以抑制滤波器的高次谐波,达到展宽阻带的目的。仿真与实测结果表明了该滤波器具有良好的谐波抑制性能。测试的通带中心频率为1.16 GHz,相对带宽为5.2%,在2.0 GHz到9.0 GHz的宽阻带内,谐波抑制水平基本优于-20 dB。     

中压配电网的混合型滤波器设计

针对中压配电网大功率非线性负载谐波治理问题,提出一种用于10/6.6 kV中压配电网的新型大容量混合型电力滤波器(hybrid active power filter,HAPF)。它由有源滤波器(activepower filter,APF)、基频谐振电路(undamental resonance circuit,FRC)和无源滤波器(passivefilter,PF)3部分组成。APF和FRC并联后直接和PF相连,而未使用变压器。FRC用于吸收流过PF的基波无功电流,使流入有源滤波器的电流大大降低。APF采用基于二极管中点箝位式(neutral-point-clamped,NPC)三电平结构,使有源滤波器的工作电压大大提高。对该混合型滤波器滤波原理、无源滤波器的设计进行了理论分析和仿真结果表明,这种混合型有源滤波器非常适用于大功率非线性负载的谐波抑制。     

基于双面平行带线的绝对带宽不变频率可调带通滤波器

提出基于双面平行带线结构的电容加载绝对带宽不变频率可调平面带通滤波器,通过选取特定的耦合区域,使谐振器之间耦合系数满足绝对带宽不变的要求. 分别设计了工作在单端信号和差模信号下的滤波器. 结果表明,对于单端信号滤波器,其3 dB绝对带宽（|S₁₁| <-3 dB）在0.97 ~1.43 GHz的中心频率调节范围内约为80±4 MHz;对于差模信号滤波器,其3 dB绝对带宽（|S_dd11| <-3 dB）约为91±3 MHz,对共模噪声的抑制低于-20 dB.      

基于瞬时无功功率理论的特定次谐波电流检测方法

有源电力滤波器是一种动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,当系统中谐波含量较大,超过了有源滤波器的补偿容量时,需要对含量较大的特定次谐波进行补偿。本文在matlab/Simulink建立仿真模型,通过比较a相负载电流、检测出的特定次谐波电流波形,该法能够准确地将三相四线制电路中负载电流的任意次谐波电流检测出来。     

应用于OFDM超宽带系统中的0.18 μm Gm-C滤波器和可变增益放大器的设计

设计了一种应用于OFDM UWB系统中的完全采用CMOS工艺的滤波器和VGA.滤波器采用5阶Chebyshev近似、G-mC biquad结构,转折频率为264 MHz,OTA采用伪差分结构以提高滤波器的线性度;VGA采用跨导增强型源级负反馈结构来控制增益,并加入源级负反馈电容进行高频补偿以拓展带宽.采用DC OffsetCorrection电路降低直流失调,并通过数字控制电容阵列(DCCA)来实现滤波器的转折频率的调谐.电路采用0.18μm CMOS工艺,1.8 V电源电压.电路的仿真结果表明滤波器和VGA系统的增益为6~48 dB,可变增益为42 dB,6 dB/step,在输入电压峰峰值为100 mV时THD小于-54 dBc,线性度为-6.35 dBV,噪声系数在通带内小于25 dB,消耗电流为30 mA.     

应用DGS设计低通滤波器

地面缺陷结构(DGS)是通过在微带线的接地面上蚀刻出缺陷图形而形成的微波结构,它具有带阻效应和慢波特性,从而能有效抑制高次谐波,进而改善滤波器的特性,提高接收机的灵敏度.在分析DGS等效电路及其频率特性的基础上,通过比较仿真加载微带线DGS前后的低通滤波器性能的变化,验证DGS优良的阻带效应.HFSS仿真结果证明,该滤波器在满足带内插损要求的前提下,能够将二次谐波抑制在70 dB以上,故而该结构具有广泛的应用前景.最后将所设计的滤波器进行实物加工,测试曲线与仿真结果吻合良好.     

S波段发卡式微带带通滤波器设计

设计一种新型的微带滤波器,该滤波器由5个微带发卡单元构成,中心频率为2.4 GHz,利用相邻谐振器之间的耦合特性,在通频带上、下边沿分别插入一个传输零点;同时将二次谐波推向更高的频段,离开中心频率近3.5 GHz.仿真结果表明,该设计既提高了带内性能,使得通频带的边沿非常陡峭,同时又抑制了二次谐波.实测结果表明,该滤波器实现了谐波抑制,且没有出现频偏现象,与仿真结果基本吻合,但带内性能有待于提高.     

光谱辐射标准和计量实验站的建设和研究

介绍了光谱辐射标准和计量光束线(U27)的光学设计、结构和实验站设备,利用透射光栅和AXUV100G探测器系统研究了掠入射分支(SGM)5～140 nm的高次谐波情况;给出了研究结果和不同滤片材料对高次谐波的抑制情况,Zr,Si3N4和Al滤片可以有效的抑制5～34 nm的高次谐波,MgF2能有效的抑制115～140 nm的高次谐波.     

具有谐波抑制功能微带线EBG功分器的研究

在对一种微带线电磁带隙(EBG)结构的集总等效电路模型及其传输特性进行研究的基础上,采用奇偶模分析方法将EBG结构分解成两个可以独立设计的简单电路,推导了采用EBG结构实现具有谐波抑制功能的Wilkinson功分器闭环设计公式,因此该文的设计方法简便有效.最后设计并研制了一个工作频率为2.4 GHz的功分器.该功分器在通带内的最大插损小于0.25 dB,回波损耗和隔离度均优于20 dB,3次谐波的抑制衰减大于25 dB,可应用于功率合成器、混频器等微波电路中.     

岔线型缺陷地结构超宽阻带低通滤波器的设计

提出了一种通过在微带结构的接地金属板上蚀刻缝隙构成的岔线型缺陷地结构(岔线型DGS).利用岔线型缺陷地结构的阻带特性,设计了一个基于岔线型DGS的超宽阻带低通滤波器,其由两个岔线型缺陷地单元和微带高低阻抗传输线组合而成,实现了岔线型DGS低通滤波器的小型化和宽阻带.仿真结果表明,该滤波器3dB截止频率为2.87GHz,通带内S11均低于-20dB,阻带在-20dB以下的频段为3.5～20.3GHz,有效抑制了二次、三次或更高次的谐波响应.相比传统DGS低通滤波器的阻带拓宽了28%,当衰减极点相同时,占用面积减少了74%.实测结果与仿真结果相比具有很好的一致性.     

有效降低开关电源EMI的电路设计

论证了频率调制技术的基本原理,通过调制恒定不变的时钟频率,将单个谐波的能量分散到一定的频带上,从而降低谐波频率电磁干扰(EMI)峰值. 通过对3种调制方式进行研究和对比后,采用基于三角波图形调制方式设计了一种降低开关电源EMI的电路. 测试结果表明,该电路可以使AC/DC开关电源的传导EMI降低3.5～5.7dB,有助于在开关电源系统板级设计时抑制EMI.     

小型发夹型SIR微带带通滤波器的设计

针对高性能射频滤波器结构复杂、尺寸大的问题,基于阶梯阻抗谐振器设计制作了一个中心频率为2.45GHz的小型发夹型微带带通滤波器。通过把半波长阶梯阻抗谐振器耦合结构折合成U字形,即发夹型结构改善了滤波器性能和缩小了滤波电路尺寸。通过软件仿真和对制作的硬件电路测试的结果表明,设计制作的滤波器在2.42GHz到2.48GHz范围内的插入损耗小于2dB,3dB带宽为130MHz,中心频率的回波损耗达到了30dB,直流到2GHz以及2.8GHz到11GHz频率范围的阻带衰减都大于了30dB。因此,该滤波器有效地抑制了寄生通带,而且结构简单、尺寸也小于26mm×22mm。     

基于谐波提取技术的风机频率自适应研究

为解决风机受谐波干扰引起电压畸变和频率波动从而影响风机并网稳定运行的问题,提出频率自适应锁相方法,以谐波提取电路为基础,设计具有滤除风机谐波功能的NSOGI (new second-order generalized integrator)锁相环。首先,在谐波提取电路中加入基波谐振电路,验证谐波提取前后锁相环的锁频精度;其次,在传统锁相环基础上加入直流抑制器,对输入信号的频率进行跟踪;最后,进行理论和仿真分析,对比DSOGI-FLL谐波提取前后电路中的频率偏差,验证2种锁相环的锁频精度。结果表明：在谐波提取电路中加入基波谐振电路,减少了谐波对基波源的影响,提升了谐波提取的效果;在抑制风机电压畸变和直流谐波方面,NSOGI 锁相环效果较好,锁频精度较高,验证了方法的可行性和正确性。采用NSOGI对电压和频率进行控制,能够提升供电可靠性,改善并网电能质量,为风机并网稳定运行提供了理论参考。     

全差分式电流控制电流传输器

提出了一个全差分式电流控制电流传输器电路(FDCCCII),分析了其工作原理. 该全差分式电路具有电流控制功能,并能抑制偶次谐波和共模干扰. 仿真结果表明,在0～30 MHz的频率范围内,提出的电路满足FDCCCII理想端口特性. 当偏置电流IB=1.3 μA时, FDCCCII电路的功耗为5.69×10-5 W. 据此电路设计了一个差分式电流控制电流模式滤波器,仿真结果证明该滤波器是可行的.