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专用短波接收机射频前端预选滤波器的设计与实现为了得到性能较好的射频接收机前端,滤除接收机中的各种干扰信号,保留有用信号,必须在接收机前端适合的地方放置滤波器尤其是放置于系统第一级的预选滤波器,它的性能好坏直接影响了整个接收机射频前端的噪声系数通过分析N级级联系统噪声系数方程可知,必须将预选滤波器的损耗降到最低,同时还必须使其具有系统需要的选择性
1、预选滤波器的选择由于预选滤波器处于整个射频前端系统的第一级,其性能对整个接收机系统产生极大的影响,考虑到系统的线性度避免非线性误差带来噪声,预选滤波器中不应有任何有源器件,因此该滤波器应设计为无源LC滤波器⑴同时,对于专用短波接收机系统来说线性的相位响应相移要比陡峭的衰减或幅度变化更为关键,而且线性的相移和陡峭的幅度变化是相互冲突的综合考虑其相互影响并结合系统要求,文中设计选择了衰减曲线中波纹最小的最大平滑巴特沃兹Butterworth带通滤波器
2、预选滤波器的设计与实现
2.
1、预选滤波器的设计方法目前,模拟带通滤波器的设计方法都是将要设计的滤波器的技术指标通过某种频率转变关系转换成模拟低通滤波器的技术指标,并依据这些技术指标设计出低通滤波器的转移函数,然后再依据频率转换关系变成所要设计的滤波器的转移函数⑵模拟带通滤波器的4个频率参数是QQ]、Q
3、助,其中Qi、Q3分别是带通s]的下限与上限频率,是下阻带的上限频率,是上阻带的下限频率,首先要将它们做归一化处理定义-Q.为带通的带宽,并以此为参考频率对轴做归一化处理,即Q=QBW3二Q Q=n sisi/BW,n sish/Q BW,再定义二为带通的中心频率,归一化的n2=n ri,从而可以得出其归一化的幅频13特性H jn及归一化的低通幅频特性I GJX|,进而可以得出n和入的一些主要对应关系在口2-k之间找一点n,它在入轴上对应的点应在0-入P之间,由于八二n士/n”那么n在n轴上对应的点应是n/n,而人在入轴上对应的点应是-入这样又可找到n与人的转换关系为四二二人I-“3-”1人尸12由于n-n1=b入=1,所以有P322人42从而实现了频率转换利用所得到的低通滤波器技术指标入P、入s、Qp、a可设S+]3计出滤3波器的转移函数G po由H s=Gp,|「考舒4可得这样,所需的带通滤波器的传递函数可以求出通过上述方法可以将巴特沃兹模拟带通滤波器的设计转化成巴特沃兹模拟低通滤波器的设计⑶注意,N阶的低通滤波器转换到带通后,阶次变为2N给定模拟低通滤波器的技术指标a、Qp、a.Q,其中ap为通带内允许的最大衰s s减,a s为阻带内应达到的最小衰减,a a,的单位为dB,Qp为通带上限角频率,p.Qs为阻带下限角频率⑷a
0、a,都是Q的函数,它们的大小取决于|G jQ|的形状,为此,定义一个衰减函数aQ,即2叫=1P=5这样,式5把低通模拟滤波器的4个技术指标和滤波器的幅平方特性联系了起来由于每一个滤波器的频率范围存在很大差别为了使设计规范化,需要将滤波器的频率参数作归一化处理设所给定的实际频率为Q或f,归一化后的频率为入,对低通滤波器,令人=Q/Q6p令归一化复数变量为p,P=j入,显然p二j入=j Q/Qp=s/°p
(7)巴特沃兹低通模拟滤波器的设计可以按以下3个步骤来进行。