CHƢƠNG 5 : THIẾT KẾ MẠCH LỌC
5.2 Mạch lọc thông dải sử dụng dây chêm
5.2.4 Bộ lọc thông dải với dây chêm hở mạch
a. Lý thuyết:
Bộ lọc này sẽ đƣợc thiết kế bằng cách thay thế các đoạn dây chêm ngắn mạch bằng các đoạn dây chêm hở mạch nhƣ hình 5., với các đoạn và cùng có chiều dài , và mỗi đoạn này đƣợc tính tốn từ các dẫn nạp và , sự khác nhau giữa 2 dẫn nạp này sẽ làm thay đổi các tần số suy giảm nhƣng không ảnh hƣởng nhiều tới phần bandpass. Nếu thì phần stopband sẽ có các suy giảm thấp nhất tại và , còn nếu thì các đỉnh suy giảm sẽ khác
và , đồng thời xuất hiện thêm các bộ lọc tại tần số f=0, f=2 cũng nhƣ các tại các tần số tuần hoàn.
Nhƣ vậy bộ lọc thông dải sử dụng dây chêm hở mạch này sẽ đƣợc tạo ra bằng các thay thế các đoạn dây chêm ngắn mạch bằng các dẫn nạp và đƣợc xác định bởi các công thức sau:
( ) (5.19) (5.20)
(
) với (5.21) Trong đó là tần số cạnh dƣới của dải thông, là tần số trung tâm của dải suy hao. Nếu ta chọn thì và
b. Thiết kế và mô phỏng bộ lọc thông dải dùng dây chêm hở mạch :
-Thiết kế:
Từ bộ lọc thông dải dùng dây chêm ngắn mạch ở phần trên ta thiết kế một bộ lọc thông dải dùng dây chêm hở mạch tần số trung tâm fo=5.32Ghz, FBW=0.5
hằng số điện môi , chiều dày lớp điện môi h=0.98 mm, điện trở chuẩn
Ro=50. Yêu cầu bô lọc phải cho qua dải tần số 5.32 Ghz và chắn dải 2.437 Ghz. Bộ lọc đƣợc thiết kế theo các hệ số Chebyshev 5 cực với độ gợn thông dải Lar=0.1 dB
________________________________________________________________________________ 67 Từ (5.21) với Ghz, Ghz ( ) Sử dụng (5.19) và (5.20) ta lần lƣợt suy ra các dẫn nạp và từ các đƣợc tính ở phần dây chêm ngắn mạch trƣớc Nên ta có: ; ; ; ; ; ; ; ; ; Và Z12=Z45=38.6100; Z23=Z34=35.8423
Từ các giá trị trở kháng tìm đƣợc ta tính đƣợc các chiều rộng W và chiều dài của các đoạn vi dải: ; ; ; ; ; ;
; ; ; ; ; ;
-Mô phỏng với chƣơng trinh ADS: +Sơ đồ mô phỏng
________________________________________________________________________________ 69 +Kết quả mơ phỏng
Hình 5.15
Nhận xét:
-Đáp ứng của mạch rất đúng với yêu cầu thiết kế, dải tần số 5.32 Ghz có dải thơng khá rộng, dải tần số 2.437 Ghz bị chắn gần nhƣ hồn tồn.
-Kích thƣớc bề rộng các đƣờng đồng nhỏ đi đáng kể so với mạch lọc dùng dây chêm ngắn mạch nên giảm suy hao công suất trên các đƣờng đồng.
-Mạch lọc dùng dây chêm hở mạch không cần phải via lỗ nên tránh đƣợc sai số do thao tác này.