a. Chức năng và tiêu chí lựa chọn linh kiện
Khối lọc thông dải giúp loại bỏ các thành phần tín hiệu có tần số bên ngoài dải thông của bộ lọc tác động tới mạch. Do băng tần hoạt động của anten mà em thiết kế đo được là từ 2,0 ~ 2,65 GHz, nên ngoài các tín hiệu mong muốn từ mục tiêu có tần số từ 2,4 ~ 2,5 GHz, thì còn các tín hiệu khác có thể tràn vào. Đặc biệt là các dải tần số sử dụng dùng trong thông tin di động 3G (2,11 ~ 2,17 GHz) và 4G (1,805 ~ 1,880 GHz) có công suất phát khá mạnh có thể làm át đi tín hiệu từ mục tiêu.
Ba thông số quan trọng cần quan tâm khi lựa chọn bộ lọc thông dải là suy hao xen trong dải thông (insertion loss), hệ số điện áp sóng đứng tại các cửa (VSWR) và khả năng loại bỏ tín hiệu không mong muốn (rejection). Em đưa ra các tiêu chí lựa chọn như sau đối với bộ lọc thông dải sử dụng trong mạch của mình.
Bảng 2.17 Tiêu chí lựa chọn IC lọc thông dải
Tiêu chí Yêu cầu
Dải tần hoạt động 2,4 ~ 2,5 GHz
Suy hao xen (insertion loss) < 2 dB Hệ số sóng đứng tại các cửa (VSWR) < 1,9 Rejection (tại dải tần 2,11 ~ 2,17 GHz) > 40 dB
h. Lựa chọn linh kiện thích hợp
Tham khảo một số loại bộ lọc thông dải sản xuất theo công nghệ SAW trên thị trường, em thu được bảng sau.
Bảng 2.18 Một số loại bộ lọc thông dải trên thị trường
Loại IC B39242B8857L210 AFS14A72
Dải tần hoạt động 2,4 ~ 2,5 GHz 2,4 ~ 2,472 GHz
Giá thành 1,53 $ 0,86 $
Suy hao xen (insertion loss) 1,9 dB 3,5 dB
Hệ số sóng đứng tại các cửa (VSWR) 1,5 2
Rejection (tại dải tần 2,11 ~ 2,17 GHz) 41 dB 35 dB
Nhận thấy IC B39242B8857L210 có nhiều đặc điểm tốt như suy hao xen nhỏ, hệ số sóng đứng nhỏ, rejection tại các băng tần lân cận cao, em quyết định lựa chọn IC này làm bộ lọc thông dải cho hệ thống của mình. Đồ thị hệ số truyền đạt của IC theo tần số có dạng như sau:
Hình 2.34 Đồ thị hệ số truyền đạt của IC B39242B8857L210 [5]
i. Thiết kế sơ đồ nguyên lí
Tham khảo tài liệu kĩ thuật [5] từ nhà sản xuất, em xây dựng sơ đồ nguyên lí như sau:
Hình 2.35 Sơ đồ nguyên lí bộ lọc thông dải
Trong đó, cuộn cảm L5 và L6 đóng vai trò là tầng phối hợp trở kháng đầu vào và đầu ra. Giá trị của hai cuộn cảm này có thể được hiệu chỉnh lại sau khi hoàn thiện mạch sao cho hệ số phản xạ đầu vào và đầu ra là nhỏ nhất.