专利名称：模拟带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域包含多个LC梯形电路(1)，其响应是由通带(fpi和fps)以及阻带(0到fri和frs到∞)决定的；其特征在于与滤波器负载并联，它们包括多个谐振电路(5)，其谐振频率与带通滤波器上截止频率(fps)以及下截至频率(fpi)一致。而且，该滤波器包含控制电阻(RC)，用以调整谐振电路在滤波器上的影响。该结构允许补偿LC元件实际限制的影响，从而把由这些元件产生的模拟带通滤波器调整为理想带通滤波器的响应。
发明目的本发明，如标题所述，由一个模拟带通滤波器组成，所述模拟带通滤波器包括多个LC梯形电路，用于补偿这些类型的滤波器具有的、由模拟LC元件的实际限制所带来的限制效果，而所有这一切都是为了获得接近于带通滤波器理想响应的滤波器响应。
背景技术：
在本领域的现状中带通滤波器在各种应用中的使用是众所周知的，尤其是与无线电通讯相关的应用。带通滤波器是一种允许位于输入信号的下通过频率(fpi)和上通过频率(fps)之间的频带通过，而抑制其它所有的频率分量的滤波器。
事实上，在定义了下停止频率(fri＜fpi)和上停止频率frs(frs＞fps)的滤波器应当通过的频带和应当抑制的频带之间产生这样的陡峭衰落是不可能的。输入信号中低于fri和高于fps的频率依据设计和技术规范要素将会被削弱。目前的趋势是通过结合线圈和电容器来产生具有这些特性的带通滤波器。
已知的，由于线圈和电容器会产生某种电阻损耗，从而引起由这些元件所产生的滤波器响应的频率和相位的变化，使得线圈和电容器不能产生理想响应，即它们不能产生期望的滤波。参照它的理想值而确定元件损耗系数并将其定义为品质因数Q。品质因数越大电阻损耗越小，从而可以获得非常接近理想值的带通滤波器的最终响应(图4)。
在带通滤波器的两极端产生了实际滤波器和理想滤波器之间的最大差异(图2)。这种情况会引起这样的事实，由于被实际线圈所显示的系数Q的限制，将不能实现该滤波器(由于事实上电容器具有一个十分高的Q值，以便在多数情况下不产生失真，因此实际线圈是最有限制力的模拟元件)。
实践表明，为了获得有益的带通滤波器，所使用的元件应该具有比产生的滤波器关系f0/f大20到25倍的Q，其中f0是滤波器的中心频率而f是滤波器的带宽。对于高频率必需使用具有十分高的Q系数的元件，即使如此，从阻带到通带的转换仍会冲突。
发明描述为了解决前面所提到的阻碍，本发明已经开发出了一种新的模拟带通滤波器，和传统的滤波器一样，它包括多个LC梯形电路，其特征在于由于它包括与滤波器负载并联的两个谐振电路(LC)，其谐振频率与带通滤波器频率的上截至频率和下截至频率一致。而且，其特征还在于由于它预先考虑一个控制电阻，用于补偿在实施带通滤波器时实际LC元件上的品质系数的影响，因此带通滤波器的响应被调整到理想响应。
因此，一个谐振电路具有对应于通带的下截止频率的谐振频率，而另一个谐振电路所示的谐振频率与期望带通滤波器的上截止频率相等。
并入谐振电路可以在原始滤波器的响应中产生失真，它补偿了实际(非理想的)元件的影响。该失真可以通过控制电阻加以控制，从而修改它的值以调整通带两极端的效果。为此，该控制电阻具有通过实验方式建立的值，以便增加或减少谐振电路对滤波器响应的影响。该值也可以通过仿真计算出来。
同样地，谐振电路的LC元件具有一个通过实验或仿真建立的值，用于调整每一个谐振电路的谐振频率，以实现滤波器的最终响应将更加平稳并调整到带通滤波器的理想响应。
随后的附图有助于对本发明的更好理解，而且对本发明的详述和权利要求一起构成了整体，它们提出了本发明目标的示例性的(而非限制性的)表述。
附图简述附
图1.-所示的是传统带通滤波器的示意图。
附图2.-所示的是前一附图所表示的典型的传统模拟带通滤波器实际响应的曲线。
附图3.-所示的是本发明中模拟带通滤波器实现的一个实施例的示意图。
附图4.-所示的是前一附图所表示的本发明滤波器的实际响应。
本发明的优选实施方案以下是基于先前描述的附图而对本发明进行的描述。
附图1所示的是传统带通滤波器的示意图，它包括多个LC梯形电路1，位于输出端2的电阻3被预先考虑，而用电阻4表示位于输出端的滤波器负载(由于它是常规的，因此没有具体描述。)图2示出了滤波器响应的相应附图，其中|T|是滤波器的输出电压的拉普拉斯变换和输入电压的变换之间比率的模，即T(S)＝Vout(S)/Vin(S)；其中s是拉普拉斯变换的变量，fpi表示通带的下截止频率，fps表示通带的上载止频率，fri表示阻带的较低频率以及frs表示阻带的较高频率(如先前题为发明背景的部分所注释的那样)。在通带中确定|T|的最小值，在阻带中确定|T|的最大值。
从图2可以看到滤波器响应的上部示出了由实际(非理想的)元件所产生的曲线区域。该曲线远离带通滤波器的期望的理想响应，其决定了该滤波器不可以用于所需的应用。
为了能够从阻带获得理想的响应，本发明预先考虑到与滤波器负载(4)并联放置两个谐振电路LC(5)，从而使一个谐振电路具有一个和fpi相等的谐振频率而另一个具有和fps相等的谐振频率。
为此，如前所述，值L1和C1被调整从而使电路在频率fpi谐振。这些值通过仿真或通过余波和误差方法计算，直到实际响应非常接近所寻求的理想响应，如图4所示。
用同样的方式计算出值L2和C2，以使谐振电路在频率fps谐振。
谐振电路5以如下这种方式在原始滤波器的响应中产生失真，它可以补偿先前确定的实际(非理想的)元件的影响。该失真可以通过控制电阻Rc来控制，从而通过减少阻抗而减小失真，或者相反。同样地，控制电阻Rc的值也是通过仿真或通过余波和误差方法计算出，直到获得理想的响应。
权利要求
1.一种模拟带通滤波器，包含多个LC梯形电路(1)，其响应是由通带(fpi和fps)以及阻带(极限为fri和frs)决定的；其特征在于LC梯形电路(1)包括与滤波器负载并联的多个谐振电路(5)，其谐振频率与带通滤波器的上截至频率(fps)以及下截止频率(fpi)一致；而且，控制电阻Rc被预先考虑，控制电阻的作用是通过将带通滤波器的实际响应调整到一个期望的理想响应来补偿LC元件的实际限制的影响。
2.根据权利要求1的模拟带通滤波器，其特征在于谐振电路(5)的LC元件具有一个通过仿真或实验的方法而可选择地计算出的值，以调整每个谐振电路(5)的谐振频率到该带通滤波器的下截止频率(fpi)以及上截止频率(fps)。
3.根据权利要求1的模拟带通滤波器，其特征在于控制电阻Rc具有一个通过仿真或实验的方法而可选择地计算出的值，从而增加或减少谐振电路(5)对于滤波器响应的影响，并调整带通滤波器的实际响应到期望的理想响应。
全文摘要
本发明涉及一种模拟带通滤波器，包括多个LC梯形电路(1)，其响应是由通带(f
文档编号H03H7/06GK1599976SQ02824198
公开日2005年3月23日 申请日期2002年11月12日 优先权日2001年12月3日
发明者J·L·冈萨雷斯莫雷诺, A·波韦达莱尔马, J·M·韦达尔罗斯 申请人:硅系统设计公司