CN213661585U - 微封装电调滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例公开一种微封装电调滤波器，包括第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、第三电感和第四电感；所述第一电容的一端和所述第一电感的一端均接地；所述第一电容的另一端和所述第一电感的另一端均连接至所述第三电感的一端；所述第二电容的一端和所述第二电感的一端均接地；所述第二电容的另一端和所述第二电感的另一端均连接至所述第四电感的一端；所述第一电感与所述第二电感互感耦合。本实用新型的实施例能实现电调滤波器的小型化且能提升电调滤波器的可靠性。

Description

微封装电调滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波技术领域，特别涉及一种微封装电调滤波器。

背景技术

电调滤波器是一种新型的射频带通滤波器,是现在数字通信、跳频技术中不可缺少的关键器件，尤其是军用软件无线电通信系统提高抗干扰能力的优选器件。电调滤波器用在跳频电台上，可以极大地提高接收机的动态范围，接收灵敏度；同时发射机的作用距离也得到极大的提高。偏离F0的干扰信号被电调滤波器滤除，防止发射时的邻台干扰。跳频电台的跳频速率越快，抗干扰能力越强。

目前市面上225MHz-225MHz电调滤波器一般是引脚为插件的电调滤波器，其通信方式为并口通信，占用较多的引脚资源，一般由8位数据线组成。这种电调滤波器的内部配置存储器、DA转换芯片、运算放大器和LC滤波器，其中，可变容二极管和磁环电感组成LC滤波器，电调滤波器的高度一般为12mm。其拓扑结构图如图1所示，其中La、Lb、Lc、Lp、Lq为电感，C为变容二极管的等效谐振电容。

目前的225MHz-225MHz电调滤波器的主要电性能指标如下：频率范围是225MHz-225MHz，插入损耗≤4.5dB，3dB带宽≥4％，Fo*(1±10％)带外抑制≥14dBc，远端抑制2Fo≥38dB，匹配阻抗50Ω，驻波比≤1.5。

目前的225MHz-225MHz电调滤波器的控制方式为:采用八位并行二进制码A0-A7；控制码的输入低电平为0V、高电平为+3.3V；控制码计算公式：{(fx-flow)/(fhigh-flow)}*250,fx为待调谐中心频率；flow为最低频率225MHz；fhigh为最高频率678MHz；250为225MHz-678MHz的总步进数。

然而，目前的225MHz-225MHz电调滤波器的每一模块占用较大的电路面积，使得电调滤波器的体积大、重量重、器件数量较多且电路复杂，插件器件需要二次焊接加工把外壳接到电路板的地，可靠性较差。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的发明构思及技术方案，其并不必然属于本实用新型的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本实用新型的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本实用新型的新颖性和创造性。

实用新型内容

本实用新型提出一种微封装电调滤波器，能实现电调滤波器的小型化且能提升电调滤波器的可靠性。

一种微封装电调滤波器，包括第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、第三电感和第四电感；

所述第一电容的一端和所述第一电感的一端均接地；

所述第一电容的另一端和所述第一电感的另一端均连接至所述第三电感的一端；

所述第二电容的一端和所述第二电感的一端均接地；

所述第二电容的另一端和所述第二电感的另一端均连接至所述第四电感的一端；

所述第一电感与所述第二电感互感耦合。

在一些优选的实施方式中，所述微封装电调滤波器为225MHz-678MHz微封装电调滤波器。

在一些优选的实施方式中，所述第一电感的电感值与所述第二电感的电感值相等。

在一些优选的实施方式中，所述第三电感的电感值与所述第四电感的电感值相等。

在一些优选的实施方式中，所述第一电感的电感值大于所述第三电感的电感值。

在一些优选的实施方式中，所述第一电容的电容值大于所述第二电容的电容值。

在一些优选的实施方式中，所述第一电感和所述第二电感为空芯电感。

在一些优选的实施方式中，所述第一电感和所述第二电感的漆包线的线径为0.3mm，圈数为5圈，电感直径为2.3mm,电感长度为3.1mm。

在一些优选的实施方式中，所述第三电感和所述第四电感的磁芯规格为T10至0。

在一些优选的实施方式中，所述第三电感和所述第四电感的漆包线的线径为0.15mm，圈数为3圈，线头留长度为10mm。

在一些优选的实施方式中，所述微封装电调滤波器为贴片形式的电子器件。

与现有技术相比，本实用新型的实施例的有益效果包括：

与目前的225MHz-225MHz电调滤波器相比，本实用新型的实施例的微封装电调滤波器能减少电调滤波器的器件数量，能实现器件的小型化，能使用贴片的形式，能减少电路板的复杂程度，从而能提升电调滤波器的可靠性。

附图说明

图1为目前市面上的225MHz-225MHz电调滤波器的电路拓扑图；

图2为本实用新型一个实施例的微封装电调滤波器的电路拓扑图；

图3为本实用新型一个实施例在仿真软件里构建的一个窄带带通滤波器的电路拓扑图；

图4为本实用新型一个实施例在仿真软件里构建的一个窄带带通滤波器的仿真结果图；

图5为本实用新型一个实施例的微封装电调滤波器的电路原理框图；

图6为本实用新型一个实施例的单片机的电路拓扑图；

图7为本实用新型一个实施例的运算放大器的电路拓扑图；

图8为本实用新型一个实施例的变容二极管的电路拓扑图；

图9为本实用新型一个实施例的微封装电调滤波器的工作中心频率在225MHz时的仿真结果图；

图10为本实用新型一个实施例的微封装电调滤波器的工作中心频率在678MHz时的仿真结果图；

图11为本实用新型一个实施例的微封装电调滤波器的封装结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合图1至图11及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施例提供一种微封装电调滤波器，具体为225MHz-678MHz微封装电调滤波器。参考图2，本实施例的微封装电调滤波器为数字电调滤波器，其包括第一电容C01、第二电容C02、第一电感L01、第二电感L02、第三电感L03和第四电感L04。

第一电容C01和第二电容C02为谐振电容。

第一电感L01和第二电感L02为谐振电感。第一电感L01和第二电感L02为空芯电感。第一电感L01和第二电感L02采用漆包线比如紫铜漆包线制作而成，采用的漆包线的线径为0.3mm，电感的圈数为5圈，电感的直径为2.3mm,电感的长度为3.1mm。

第三电感L03为输入电感。第四电感L04为输出电感。第三电感L03和第四电感L04均为具有的磁芯的电感，其中，磁芯的规格为T10至0。第三电感L03和第四电感L04采用漆包线比如紫铜漆包线制作而成，采用的漆包线的线径为0.15mm，电感的圈数为3圈，电感的线头留长度为10mm。

第一电容C01的一端和第一电感L01的一端均接地。

第一电容C的另一端和第一电感L01的另一端均连接至第三电感L03的一端。第三电感L03的另一端则作为输入端，连接至负载T01。

第二电容C02的一端和第二电感L02的一端均接地。

第二电容C02的另一端和第二电感L02的另一端均连接至第四电感L04的一端。第四电感L04的另一端则作为输出端，连接至负载T02。

第一电感L01与第二电感L02互感耦合。

在本实施例中，第一电感L01的电感值与第二电感L02的电感值相等；第三电感L03的电感值与第四电感L04的电感值相等；其中，第一电感L01的电感值大于第三电感L03的电感值，第一电感L01的电感值具体为30nH，第三电感L03的电感值具体为13.98nH；第一电容C01的电容值大于第二电容C02的电容值，第一电容C01的电容值具体为17.08pF，第二电容C02的电容值具体为1.94pF。其中，第一电容C01和第二电容C02的电容值是根据谐振电容改变时两个相近的谐振点距离而定，如果带宽大，谐振点的距离也可相应的设置大一些，那么电容值也就相应变化。

参考图11，本实施例的微封装电调滤波器为贴片形式的电子器件。

下面对本实施例的微封装电调滤波器的设计原理进行说明。

根据频率公式

可知，数字电调滤波器要实现跳频的目的，可以通过如下三种方式实现：

同时改变电感和电容；

电容不变，改变电感；

电感不变，改变电容。

将电感定为一固定值，通过改变谐振电容，就可以改变谐振频率，只需要一个窄带带通滤波器就可实现产品功能。在仿真软件里建一个窄带带通滤波器电路(见图3)，将谐振电容C1设为变量，进行多点扫描仿真。图4为扫描20个点的仿真结果。

由仿真可知，电感不变，通过改变谐振电容C1，就可改变谐振频率，谐振电容每改变一次，就能得到一个不同频率的窄带带通滤波器。选用变容二极管在0V-28V对应的容值覆盖替换仿真电容即可，以实现225MHz-678MHz整个频段带通滤波要求。

参考图5，本实施例的微封装电调滤波器包括变容二极管、磁环电感、自带DA(数模转换)的单片机、以及运算放大器；其中，变容二极管和磁环电感组成LC滤波器；参考图6，优选的单片机为STM8L151G6，自带硬件SPI功能，且自带DA功能；参考图7，优选的运算放大器为LT6274IS5，电压放大倍数大于10倍；参考图8，优选的变容二极管为MAVR-000483，变容值范围在0.5pF-11pF。通过控制变容二极管的反向截止电压，调节变容二极管的电容值，实现跳频滤波器的功能。通过单片机控制运算放大器的电压(或者说通过控制DA0的电压)，即可控制谐振电容C1。

为实现最优的元件数量，需要再优化电感的数量，通过电路变换后，简化为互感耦合后滤波器的拓扑结构，如图2所示。

依照产品电路图在ADS(Advanced Design System)仿真软件里建立模型进行仿真，电感Q值设保守值120，变容电容Q值设为1000。

图9为产品工作中心频率在225MHz时的仿真结果。可见，产品的指标满足协议要求。

图10为产品工作中心频率在678MHz时的仿真结果。可见，产品的指标满足协议要求。

通过计算仿真得到最终电感参数和变容二极管数量，其中，变容二极管的数量为2个，电感参数请查看前述关于第一电感L01、第二电感L02、第三电感L03和第四电感L04的参数描述。

本实施例的微封装电调滤波器的主要电性能指标如下：

频率范围：225MHz-225MHz；

插入损耗：≤4.5dB；

3dB带宽：≥4％；

Fo*(1±10％)带外抑制：≥14dBc；

远端抑制：2Fo≥38dB：

匹配阻抗：50Ω；

驻波比：≤1.5。

对本实施例的微封装电调滤波器的控制方式进行说明。本实施例的微封装电调滤波器采用4线SPI通信。控制码的输入低电平为0V、高电平为+3.3V。控制码计算公式：{(fx-flow)/(fhigh-flow)}*250,fx为待调谐中心频率，flow为最低频率225MHz，fhigh为最高频率678MHz，250为225MHz-678MHz的总步进数。

与目前的225MHz-225MHz电调滤波器相比，本实施例的微封装电调滤波器能减少电调滤波器的器件数量，能实现器件的小型化，能使用贴片的形式，能减少电路板的复杂程度，从而能提升电调滤波器的可靠性。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种微封装电调滤波器，其特征在于：包括第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、第三电感和第四电感；

所述第一电容的一端和所述第一电感的一端均接地；

所述第一电容的另一端和所述第一电感的另一端均连接至所述第三电感的一端；

所述第二电容的一端和所述第二电感的一端均接地；

所述第二电容的另一端和所述第二电感的另一端均连接至所述第四电感的一端；

所述第一电感与所述第二电感互感耦合。

2.根据权利要求1所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述微封装电调滤波器为225MHz-678MHz微封装电调滤波器。

3.根据权利要求1所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第一电感的电感值与所述第二电感的电感值相等。

4.根据权利要求3所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第三电感的电感值与所述第四电感的电感值相等。

5.根据权利要求4所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第一电感的电感值大于所述第三电感的电感值。

6.根据权利要求1所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第一电容的电容值大于所述第二电容的电容值。

7.根据权利要求1所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第一电感和所述第二电感为空芯电感。

8.根据权利要求7所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第一电感和所述第二电感的漆包线的线径为0.3mm，圈数为5圈，电感直径为2.3mm,电感长度为3.1mm。

9.根据权利要求1所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第三电感和所述第四电感的磁芯规格为T10至0；所述微封装电调滤波器为贴片形式的电子器件。

10.根据权利要求9所述微封装电调滤波器，其特征在于：所述第三电感和所述第四电感的漆包线的线径为0.15mm，圈数为3圈，线头留长度为10mm。

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