CN209517086U - 一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，通过采用集成了D/A转换器的C8051‑F330和运算放大器对变容二极管的调谐电压进行控制，提高30MHz‑512MHz内扫描频率的准确性，提升收发信机的灵敏度；第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器是采用高Q变容二极管做为调谐元件的双调谐耦合滤波器，其插入损耗小，近端抑制大，提高收发信机的灵敏度、选择性及动态范围等各项指标；通过采用高集成的C8051‑F330，以及采用变容二极管调谐代替LC电路中的调谐电容，使其体积减到30*30*4(mm)，功耗仅为0.1W；通过采用金属外壳封装保证了复杂的电磁抗干扰条件，通过采用表面贴片封装，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波器领域，尤其涉及一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器。
背景技术
射频前端的调频滤波器作为通信机收发的重要组成部分，其主要功能是将接收到的高频信号进行筛选，在发射时有效滤除无用的发射杂波频率，并防止其他发射机的无线干扰信号进入本发射机。近年来随着军用领域信息化进程的推进，背负式、手持式电台需求广泛。用户对射频前端跳频滤波器的体积、功耗及其他技术要求越来越高，跳频滤波器的发展越来越小型化、低功耗化。因此本实用新型提供一种体积小、功耗低、扫描频率准确性高频段宽的数字调谐滤波器。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种体积小、功耗低、扫描频率准确性高频段宽的数字调谐滤波器。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其包括第一射频开关、第二射频开关和主控CPU，还包括第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和运算放大器；
第一射频开关的输出端分别与第一滤波器的输入端、第二滤波器的输入端和第三滤波器的输入端电性连接，第一滤波器的输出端、第二滤波器的输出端和第三滤波器的输出端分别与第二射频开关的输入端电性连接，主控CPU分别与第一射频开关和第二射频开关电性连接，运算放大器的输入端与主控CPU电性连接，运算放大器的输出端分别与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，主控CPU为C8051-F330。
进一步优选的，运算放大器包括MC34072、电阻R38、电阻R39、电阻R45、电阻R48、电容C25、电容C26和电感L7；
C8051-F330的P0.1引脚通过电阻R38与MC34072的3引脚电性连接， MC34072的3引脚通过电阻R38和电阻R39接地，MC34072的2引脚通过电阻R45接地，MC34072的1引脚分别与电阻R48的一端、电容C25的一端、电容C26的一端和电感L7的一端电性连接，电阻R48的另一端与MC34072的2 引脚电性连接，电容C25的另一端和电容C26的另一端均接地，电感L7的另一端分别与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接。
进一步优选的，第一滤波器包括电感L1-L6和变容二极管D1-D5；
电感L3的一端与射频开关的输出端电性连接，电感L3的另一端分别与电感L1的一端和电感L2的一端电性连接，电感L2的另一端与变容二极管D1的正极电性连接，电感L1的另一端分别与变容二极管D1的正极和变容二极管D3 的正极电性连接，变容二极管D3的负极分别与变容二极管D5的负极和变容二极管D4的负极电性连接，变容二极管D5的正极接地，变容二极管D4的正极分别与电感L5的一端和变容二极管D2的负极电性连接，变容二极管D2的正极与电感L4的一端电性连接，电感L5的另一端和电感L4的另一端分别与电感 L6的一端电性连接，电感L6的另一端与第二射频开关的输入端电性连接，电感L7的另一端分别与变容二极管D3的正极和变容二极管D4的正极电性连接。
进一步优选的，第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器结构相同。
进一步优选的，第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器的调谐范围分别为 30MHz-90MHz、90MHz-225MHz和225MHz-512MHz。
更进一步优选的，第一射频开关包括MASW-009259、电阻R10、电阻R11、电阻R18和电容C16-C18；
MASW-009259的1、6和9引脚分别一一对应通过电阻R10、R18和R11 与C8051-F330的P0.3、P0.6和P0.7一一对应电性连接，MASW-009259的8、5 和2引脚分别一一对应通过电容C17、电容C18和电容C16与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接，MASW-009259的11引脚通过电容C15与射频输入信号电性连接。
进一步优选的，第一射频开关和第二射频开关的结构相同。
在以上技术方案的基础上，优选的，数字调谐滤波器封装在金属外壳内。
本实用新型的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过采用集成了D/A转换器的C8051-F330和运算放大器对第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器内变容二极管的调谐电压进行控制，提高30MHz-512 MHz内扫描频率的准确性，提升收发信机的灵敏度；
(2)第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器是采用高Q变容二极管做为调谐元件的双调谐耦合滤波器，其插入损耗小，近端抑制大，提高了收发信机的灵敏度、选择性及动态范围等各项指标；
(3)通过采用高集成的C8051-F330，以及采用变容二极管调谐代替LC电路中的调谐电容，使其体积减到30*30*4(mm)，功耗仅为0.1W，为手持终端的小型化和高续航奠定了基础；
(4)通过采用金属外壳封装保证了复杂的电磁抗干扰条件，通过采用表面贴片封装，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器的结构图；
图2为本实用新型一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器的第一射频开关和第二射频开关的电路图；
图3为本实用新型一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器的主控CPU和运算放大器的电路图；
图4为本实用新型一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器中第一滤波器的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其包括其包括第一射频开关、第二射频开关、主控CPU、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和运算放大器。其中，第一射频开关的输出端分别与第一滤波器的输入端、第二滤波器的输入端和第三滤波器的输入端电性连接，第一滤波器的输出端、第二滤波器的输出端和第三滤波器的输出端分别与第二射频开关的输入端电性连接，主控CPU分别与第一射频开关和第二射频开关电性连接，运算放大器的输入端与主控CPU电性连接，运算放大器的输出端分别与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接。
主控CPU，控制第一射频开关和第二射频开关的选择性开闭，控制第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器提供调谐电压，提高30MHz-512MHz内扫描频率的准确性，提升收发信机的灵敏度。在本实施例中，如图3所示，主控CPU 采用C8051-F330，C8051-F330内置10位ADC，简化电路结构，减小数字调谐滤波器的体积，本实用新型的数字调谐滤波器的厚度为两枚硬币叠加，大小和普通火柴盒相当，却集成了三段滤波器及控制单元，并且指标优良，并且功率仅0.1W，为背负式及手持式收发信机的高性能所不可或缺，其在军用、民用领域都大有可为。
运算放大器，放大主控CPU输出的电压控制信号，进而变容二极管的调谐电压，提高在30MHz-512MHz内扫描频率的准确性。在本实施例中，如图3所示，运算放大器包括MC34072、电阻R38、电阻R39、电阻R45、电阻R48、电容C25、电容C26和电感L7；具体的，C8051-F330的P0.1引脚通过电阻R38 与MC34072的3引脚电性连接，MC34072的3引脚通过电阻R38和电阻R39 接地，MC34072的2引脚通过电阻R45接地，MC34072的1引脚分别与电阻 R48的一端、电容C25的一端、电容C26的一端和电感L7的一端电性连接，电阻R48的另一端与MC34072的2引脚电性连接，电容C25的另一端和电容C26 的另一端均接地，电感L7的另一端分别与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接。
第一射频开关和第二射频开关，在三个射频信号中实现选频的作用。第一射频开关和第二射频开关分别位于数控跳频滤波器的前端和后端，第一射频开关和第二射频开关有极低的插入损耗，极高的开关隔离度，对射频信号的串扰解决有极优的效果。在本实施例中，第一射频开关和第二射频开关结构相同，如图2所示，第一射频开关包括MASW-009259、电阻R10、电阻R11、电阻R18 和电容C16-C18；MASW-009259的1、6和9引脚分别一一对应通过电阻R10、 R18和R11与C8051-F330的P0.3、P0.6和P0.7一一对应电性连接，MASW-009259 的8、5和2引脚分别一一对应通过电容C17、电容C18和电容C16与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接，MASW-009259的11引脚通过电容C15 与射频输入信号电性连接。
第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，滤除第一射频开关输出信号中的干扰信号。由于覆盖的频率范围比较宽，单个滤波器的调谐范围不能满足 30MHz-512MHz，而且滤波器的性能指标比较差。所以采用分段的方法来完成，第一滤波器调谐范围是30MHz-90MHz，第二滤波器调谐范围是 90MHz-225MHz，第三滤波器调谐范围是225MHz-512MHz。滤波器分段调谐后各项指标得到比较好的优化。在本实施例中，第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器的结构相同，因此在本实施例中只介绍第一滤波器，如图4所示，第一滤波器包括第一滤波器包括电感L1-L6和变容二极管D1-D5；变容二极管D1， D2与L1，L2，L4，L5组成双调谐耦合电路，其中，电感L3和电感L6为阻抗匹配电感，电感L1、L2、L4和L5为主谐振电感，通过调节变容二极管D3， D4，D5的容量使双调谐耦合滤波器的性能达到最优。具体的，电感L3的一端通过电容C17与MASW-009259电性连接，电感L3的另一端分别与电感L1的一端和电感L2的一端电性连接，电感L2的另一端与变容二极管D1的正极电性连接，电感L1的另一端分别与变容二极管D1的正极和变容二极管D3的正极电性连接，变容二极管D3的负极分别与变容二极管D5的负极和变容二极管 D4的负极电性连接，变容二极管D5的正极接地，变容二极管D4的正极分别与电感L5的一端和变容二极管D2的负极电性连接，变容二极管D2的正极与电感L4的一端电性连接，电感L5的另一端和电感L4的另一端分别与电感L6的一端电性连接，电感L6的另一端通过电容C13与第二射频开关中的 MASW-009259电性连接，电感L7的另一端分别与变容二极管D3的正极和变容二极管D4的正极电性连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其包括第一射频开关、第二射频开关和主控CPU，其特征在于：还包括第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和运算放大器；
所述第一射频开关的输出端分别与第一滤波器的输入端、第二滤波器的输入端和第三滤波器的输入端电性连接，第一滤波器的输出端、第二滤波器的输出端和第三滤波器的输出端分别与第二射频开关的输入端电性连接，主控CPU分别与第一射频开关和第二射频开关电性连接，运算放大器的输入端与主控CPU电性连接，运算放大器的输出端分别与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接。
2.如权利要求1所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述主控CPU为C8051-F330。
3.如权利要求2所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述运算放大器包括MC34072、电阻R38、电阻R39、电阻R45、电阻R48、电容C25、电容C26和电感L7；
所述C8051-F330的P0.1引脚通过电阻R38与MC34072的3引脚电性连接，MC34072的3引脚通过电阻R38和电阻R39接地，MC34072的2引脚通过电阻R45接地，MC34072的1引脚分别与电阻R48的一端、电容C25的一端、电容C26的一端和电感L7的一端电性连接，电阻R48的另一端与MC34072的2引脚电性连接，电容C25的另一端和电容C26的另一端均接地，电感L7的另一端分别与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接。
4.如权利要求3所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述第一滤波器包括电感L1-L6和变容二极管D1-D5；
所述电感L3的一端与射频开关的输出端电性连接，电感L3的另一端分别与电感L1的一端和电感L2的一端电性连接，电感L2的另一端与变容二极管D1的正极电性连接，电感L1的另一端分别与变容二极管D1的正极和变容二极管D3的正极电性连接，变容二极管D3的负极分别与变容二极管D5的负极和变容二极管D4的负极电性连接，变容二极管D5的正极接地，变容二极管D4的正极分别与电感L5的一端和变容二极管D2的负极电性连接，变容二极管D2的正极与电感L4的一端电性连接，电感L5的另一端和电感L4的另一端分别与电感L6的一端电性连接，电感L6的另一端与第二射频开关的输入端电性连接，电感L7的另一端分别与变容二极管D3的正极和变容二极管D4的正极电性连接。
5.如权利要求4所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器结构相同。
6.如权利要求5所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器的调谐范围分别为30MHz-90MHz、90MHz-225MHz和225MHz-512MHz。
7.如权利要求4所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述第一射频开关包括MASW-009259、电阻R10、电阻R11、电阻R18和电容C16-C18；
所述MASW-009259的1、6和9引脚分别一一对应通过电阻R10、R18和R11与C8051-F330的P0.3、P0.6和P0.7一一对应电性连接，MASW-009259的8、5和2引脚分别一一对应通过电容C17、电容C18和电容C16与第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器电性连接，MASW-009259的11引脚通过电容C15与射频输入信号电性连接。
8.如权利要求7所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述第一射频开关和第二射频开关的结构相同。
9.如权利要求1所述的一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器，其特征在于：所述数字调谐滤波器封装在金属外壳内。
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| CN201920324981.3U CN209517086U (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器 |
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| CN201920324981.3U CN209517086U (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器 |
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| CN201920324981.3U Active CN209517086U (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种宽带超小型表面封装数字调谐滤波器 |
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| CN (1) | CN209517086U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114710129A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-05 | 电子科技大学 | 一种电调滤波器、及拓宽调谐范围的方法 |
-
2019
- 2019-03-14 CN CN201920324981.3U patent/CN209517086U/zh active Active
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| CN114710129A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-05 | 电子科技大学 | 一种电调滤波器、及拓宽调谐范围的方法 |
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Denomination of utility model: A Broadband Subminiature Surface Package Digital Tuned Filter Effective date of registration: 20230627 Granted publication date: 20191018 Pledgee: Hubei Science and Technology Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: WUHAN BOCHANG SMOOTH LETTER EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980045789 |
|
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