CN201869174U - Lc低通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LC低通滤波器，通过连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置，将高次谐波过滤，在提高LC低通滤波器对高次谐波的抑制能力的同时，不需增加过多的元件从而节约LC低通滤波器的材料，并降低了LC低通滤波器的体积，降低LC低通滤波器的调试难度及插入损耗。

Description

LC低通滤波器

技术领域

本实用新型涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种LC低通滤波器。

背景技术

在通信系统里，谐波是指信号中所含有的频率为基波的整数倍的信号。如果对一个周期性的非正弦信号进行傅里叶级数分解，其表达式如下所示：

对表达式进行展开可得：

n＝1，2，3...

其中ω₀＝2πf₀，f₀为基波频率。从展开式可以看出，周期性非正弦信号y(t)的傅里叶级数分解式中除了常数项和n＝1的基波项之外，还有其余大于基波频率并为基波频率整数倍的信号分量，即谐波分量。

作为任何一个通信设备中不可缺少的二极管、三极管、开关电源、放大器、变频器等元器件，都存在一定的非线性。当正弦信号经过这些非线性元器件后，信号将发生畸变，从而产生谐波。

谐波是由于元器件的非线性引起，是不可避免的。谐波的存在不但会在信号发射过程中占用别的有用信道，而且对系统本身也有很大的危害。此外，在一个收发系统中，如果发射信号的谐波过大，会对接收处理造成一定的难度。例如对一个带有很大谐波的信号进行变频，那么变频后的信号中不但有由主信号变频得到的信号f₀，还会有谐波分量变频得到的信号f₀′。而且f₀与f₀′频率很有可能相同，在这种情况下就很难区分，使得信号的信息准确度大大降低。另外，谐波的存在还会使得系统的功耗增加。

一般情况下，谐波对系统是有害而又不可避免的。所以系统中对谐波的抑制度便成为一个重要指标，提高谐波抑制度的方法通常是在信号的输出加低通谐波滤波器。在一些甚高频(Very high frequency，VHF)、超高频(Ultra High Frequency，UHF)的电路模块中，通常会采用LC低通滤波器作为低通谐波滤波器来提高对谐波的抑制。然而在设计LC低通滤波器时，经常会发现由于电感、电容和微带线的分布参数影响，使得LC低通滤波器的远端抑制(例如3次、4次、5次，甚至10次谐波)并没有设计仿真时那么好。提高远端抑制的有效方法就是增加滤波器的阶数。不同阶数的滤波器对谐波的抑制度是不同的，阶数越多，抑制越高。但是阶数多了，元器件的数量也多了，需要调试点也变多了，增加了滤波器的调试难度，同时，插入损耗也增大。对于体积来说，阶数多了，滤波器变长了，体积也就变大了。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何提高LC低通滤波器对高次谐波的抑制能力，节约LC低通滤波器的材料，并降低LC低通滤波器的体积，降低LC低通滤波器的调试难度及插入损耗。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种LC低通滤波器，包括：LC低通滤波电路，还包括：连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置。

其中，所述LC低通滤波电路输入端与输出端之间串联有至少两个电感，所述至少两个电感的连接点与地之间连有串联谐振电路。

其中，所述串联谐振电路由一个电容和一个电感串联组成。

其中，所述电容装置为电容。

其中，所述电容装置为与电容等效的电路。

(三)有益效果

通过连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置，将高次谐波过滤，在提高LC低通滤波器对高次谐波的抑制能力的同时，不需增加过多的元件从而节约LC低通滤波器的材料，并降低了LC低通滤波器的体积，降低LC低通滤波器的调试难度及插入损耗。

附图说明

图1是现有技术的11阶LC低通滤波器的电路原理图；

图2是依照本实用新型一种实施方式的电路原理图；

图3是现有技术的11阶LC低通滤波器测试增益频谱图；

图4是依照本实用新型一种实施方式的11阶LC低通滤波器测试增益频谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的LC低通滤波器，包括：LC低通滤波电路，还包括：连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置。

所述LC低通滤波电路可以为LC串联低通滤波电路，所述LC串联低通滤波电路输入端与输出端之间串联有至少两个电感，所述至少两个电感的连接点与地之间连有串联谐振电路，所述串联谐振电路由一个电容和一个电感串联组成，还可以为与所述LC串联低通滤波电路等效的电路。

所述电容装置可以为电容，还可以是与电容等效的电路。

以下，将以11阶的LC低通滤波器为例对本实用新型的技术方案进行说明，但并不限于11阶，其他阶数的LC低通滤波器也可做相应改进成为本实用新型的LC低通滤波器，因此，本实施方式不限制本实用新型保护范围。

图1是现有技术中通用的11阶LC低通滤波器的电路原理图，该低通滤波器由11阶LC低通滤波电路构成，输入端和输出端间连有六个串联的电感，每两个电感的连接处分别连有一个另一端接地的串联谐振电路，使整个11阶LC低通滤波电路构成类似于π形电路的拓扑结构，该串联谐振电路由一个电感和一个电容串联组成。

如图2所示，依照本实用新型一种实施方式的11阶LC低通滤波器可在现有11阶LC低通滤波器的11阶LC低通滤波电路的连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置。优选地，在输入端、输出端与地之间均连接电容装置，所述电容装置可以为电容，也可以是由电容和其他元件组成与电容等效的电路。电容是一个有频率响应特性的元件。在射频电路中，电容在不同频率下的阻抗可以由

$Z=\frac{1}{\mathrm{jwC}}$

计算得到。可以看出，随着频率的增高，电容表现出来的阻抗越来越小。在频率特性上，电容在串联使用时便是一个高通滤波器。

图3是现有技术的11阶LC低通滤波器测试增益频谱图，其中I为该低通滤波器对信号的增益频谱曲线，II为现有技术的驻波的增益频谱曲线，通过曲线I可以看出，在频率超过120MHz以后，随着频率的增加，滤波器的抑制度在下降。当频率增加到260MHz时，滤波器的增益只有-40dB左右，其抑制度只有40dB左右。

图4是按照本实用新型一种实施方式的11阶的LC低通滤波器测试增益频谱图，其中III为实施例的低通滤波器对信号的增益频谱曲线，IV为实施例驻波的增益频谱曲线，通过曲线III可以看出滤波器对超过120MHz之后的增益没有随频率的增加而增加，即可知按照本实用新型一种实施方式的低通滤波器对高频信号的抑制度并没有随着频率的增加而减小，而是保持一个相对稳定的值。

图3和图4中的II和IV分别为现有技术和实施例驻波的增益频谱曲线，可看出两条曲线基本相同，驻波在LC低通滤波器的通带时其增益较小，在阻带时其增益较大，可用于分析LC低通滤波器的截止频率。

本实用新型的低通滤波器通过连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置，将高次谐波过滤，所述电容装置可以为电容，还可以是与电容等效的电路，所述电容装置的电容值根据所要匹配的LC低通滤波器的截止频率与所要抑制的最低谐波频率通过计算确定。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种LC低通滤波器，包括：LC低通滤波电路，其特征在于，还包括：连接于所述LC低通滤波电路输入端与地之间的电容装置、和/或连接于所述低通滤波电路输出端与地之间的电容装置。

2.如权利要求1所述的LC低通滤波器，其特征在于，所述LC低通滤波电路输入端与输出端之间串联有至少两个电感，所述至少两个电感的连接点与地之间连有串联谐振电路。

3.如权利要求2所述的LC低通滤波器，其特征在于，所述串联谐振电路由一个电容和一个电感串联组成。

4.如权利要求1所述的LC低通滤波器，其特征在于，所述电容装置为电容。

5.如权利要求1所述的LC低通滤波器，其特征在于，所述电容装置为与电容等效的电路。

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