Filtros caf

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Resumen de filtros de la asignatura Circuitos de Alta Frecuencia de Ingeniería de Telecomunicaciones, basado en los apuntes del profesor Manolo Vélez.

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  • 1. Filtros en microondas Digna Mar Gonzlez Otero a a Junio de 2010Indice 1. Sintonizadores en 8 22. Filtros de impedancia escalonada 73. Filtros con l neas acopladas 84. Filtros con resonadores en /4 115. Filtros con resonadores acoplados capacitivamente 126. Filtro de cavidades acopladas 14 1. Sintonizadores en 8 Para ltros paso bajo y paso alto (PB y PA). Problema: periodicidad. fc Si queremos un paso alto a fc , disear un paso bajo a n 3 .1.1. Normalizacin de frecuencia o 1 c1.2. Clculo del orden a Entramos en la grca con la frecuencia normalizada y la atenuacin deseada a oy obtenemos el orden de ltro requerido. Hay una grca para maximalmente aplano y varias para rizado constante, en funcin del valor del rizado. o 1
  • 2. 1.3. Valores de los componentes Obtenemos los valores de los componentes, de n=1 a n=N+1 de tablas. Haydiferentes tablas en funcin del rizado. o1.4. Equivalente paso bajo Dibujamos el equivalente paso bajo, empezando con la bobina serie.1.5. Identidades de Richard Utilizamos las identidades de Richard para convertir el circuito con elementosconcentrados en uno con stubs en serie y en paralelo. 2
  • 3. 1.6. Identidades de Kuroda Utilizamos las identidades de Kuroda para convertir los stubs serie en para-lelo. Para ello aplicamos lo siguiente para todos los stubs serie que tengamos. Z2 = n2 Z1 = n2 Z2 n2 = 1 + Z11.7. Desnormalizar impedancias Desnormalizamos las impedancias multiplicando todos los valores obtenidospor Z0 . 3
  • 4. 1.8. Dibujo del Layout Dibujamos el layout teniendo en cuenta que l nea ms estrecha implica mayor aimpedancia.1.9. Clculo tama o pistas a n Si no nos dan r ni h (anchura de las pistas), podemos suponer que el sustratoes almina ( r = 9, 6), por ejemplo, o que r = 4 y h=5mm, entre otros muchos uvalores posibles.1.9.1. Anchura de las pistas Entramos en la grca de W/h con la impedancia de la l a nea y obtenemosel punto que corte a la curva de r . Hay una grca para l a neas estrechas y otrapara lneas anchas. Obtenemos los valores de W/h para los diferentes tramos del nea. A partir de los valores de W/h podemos calcular los diferentes anchos del nea.1.9.2. Longitud de las pistas Entramos en otra grca con las W/h calculadas y obtenemos el punto donde acortan a la curva de r . Con eso extraemos los diferentes 0 . 4
  • 5. A partir de la siguiente frmula podemos calcular la longitud de cada trozo ode l nea: i c/fc 1 li = = 8 8 (0 /i ) 5
  • 6. 2. Filtros de impedancia escalonada Para ltros paso bajo (ms cmodo que con sintonizadores en /8. a o2.1. Normalizacin de frecuencia o2.2. Clculo del orden a2.3. Valores de los componentes2.4. Equivalente paso bajo2.5. Clculo de longitudes elctricas a e Si no nos dan ZH y ZL podemos tomar 100 y 10 respectivamente. Calculamos l para todos los componentes, con las siguientes frmulas: o Bobina: LZ0 l = ZH Condensador: CZL l = Z0 Comprobamos que l < 45o en todos los casos. Si no se cumple, cambiamosel tipo de equivalente (empezando por serie a empezando en paralelo), y si siguesin cumplirse cambiamos los valores de las impedancias alta o baja.2.6. Layout2.6.1. Anchura de pistas Calculamos W/h en todos los casos usando grcas. a2.6.2. Longitud de pistas Utilizando las grcas calculamos 0 /. a c 3 108 0 = = f0 f0 i = li i i i 0 li = = 2 2(0 /i ) Con estos valores dibujamos el layout. 6
  • 7. 3. Filtros con l neas acopladas Filtros paso banda. PBa.3.1. Transformacin de frecuencias o f0 = f1 f2 f1 f2 = f0 1 0 = c 0 3.2. Obtencin del orden o3.3. Componentes de la tabla3.4. Equivalente paso bajo3.5. Clculo de Zo Ji a Z0 J1 = 2gi Z0 Jn = para n= 2, 3, . . . , N 2 gn1 gn Z0 JN +1 = 2gN gN +13.6. Clculo de Z0e y Z0o a Z0e = Z0 [1 + JZ0 + (JZ0 )2 ] Z0o = Z0 [1 JZ0 + (JZ0 )2 ] 7
  • 8. 3.7. Clculo de S/d a3.8. Clculo de medidas a Entramos en la grca con las impedancias par e impar y S/d y obtenemos ala anchura.3.9. Clculo de ef f a Entramos en la grca con S/h y W/h y obtenemos la constante dielctrica a eefectiva par e impar. 8
  • 9. 1 ef f = (e + 0 ) 23.10. Layout 9
  • 10. 4. Filtros con resonadores en /44.1. Transformacin de frecuencias o f0 = f1 f2 f1 f2 = f0 1 0 = c 0 4.2. Clculo del orden con grcas a a4.3. Clculo del valor de los componentes con tablas a4.4. Clculo de Zoi con frmulas a o Banda Eliminada: 4Zo Zoi = gi