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滤波器中输入、输出阻抗的个人看法

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各位前辈好:
在滤波器设计中,要求输入、输出阻抗为50欧姆。我个人认为这个说法不严格,容易给初学者造成误解,认为滤波器本身的输入、输出阻抗是50欧姆。原因如下:
对于插入损耗法设计滤波器而言,设计是利用输入反射系数来确定损耗(射频电路设计——理论与应用,公式5.1),而输入反射系数与输入阻抗是对应的。所以,也就是说输入阻抗的频率特性(或者输出阻抗)决定了滤波器的频率特性(低通,高通,等)。
我用ADS设计了低通,高通,带通,带阻滤波器,发现在特征频率(低通、高通的特征频率为3dB频率;带通和带阻为中心频率)处,输入、输出阻抗并不都为50欧姆。低通、高通滤波器在3dB处的输入、输出阻抗应该是能引入3dB损耗的阻抗,带阻滤波器在中心频率处的阻抗应该是能引入很大损耗的阻抗,而带通在中心频率处的阻抗应该是几乎不引入损耗的阻抗,这才是50欧姆。
在设计滤波器时候,经常要求输入、输出阻抗为50欧姆。这个50欧姆不是指滤波器本身的阻抗,而是滤波器将用在输出阻抗为50欧姆的A点与输入阻抗为50欧姆的B点之间,在前后为50欧姆的源和负载的环境下,滤波器能达到什么什么的性能!
我的说法对吗?请前辈指教!

 

所谓的50ohm是统一的测试标准,一个器件连接的输入输出阻抗不一样得到的指标是不一样的,所以需要一个标准的负载,也就是所谓的匹配负载.
滤波器也不全都是50ohm端口的,也有同时起阻抗变换作用的滤波器.无论是那种类型的滤波器所谓的匹配到50ohm是指的在带内,带外的话基本上都是反射了的.
如果是以50ohm端口来设计滤波器,那在滤波器的带内输入阻抗就是50ohm.举个例子,微带平行耦合带通滤波器,它的输入输出端口一般都接了一段50ohm的微带线,这段微带线主要是用来连接上级和下级器件的,本身并不起阻抗变换作用,也就是说将它拿开后从滤波器的端口看过去的输入输出阻抗理论上都是50ohm的(当然是在带内),这两段微带线只是起个传输能量的作用.如果滤波器本身的输入输出阻抗不是50ohm,那能量在经过这个50ohm特性阻抗的微带线时是会有反射的.
最后说两点:
1.阻抗不连续的地方就会有反射;
2.所谓的从某点看过去的阻抗指的是各种反射在这个端口叠加而呈现出来的效果,所以我们所做的工作就是采用各种手段在不同的频点上将我们需要的端口呈现为我们需要的阻抗.
希望对你有所帮助.

 

谢谢站长的指导!我觉得咱俩的意思差不多。
滤波器只有在通带内的阻抗才近似为50欧姆,在其他频率处的阻抗是与此处的衰减相关的(你的第2点)。这也是插入损耗法设计一般滤波器的本质。

 

50欧姆应该是系统要求的吧

 

确实,50欧姆只是为了方便,大家定的一个统一标准,而且对于滤波器指的是带内的阻抗

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