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新型电容耦合式LTCC带通滤波器的设计

gecimao 发表于 2019-06-12 23:17 | 查看: | 回复:

  近年来, 无论是军用电子整机、通信设备还是民用消费类的电子产品都迅速向小型化、复杂化、轻量化、多功能化和高可靠性的方向发展。

  而以LTCC (低温共烧陶瓷, LowTemperature CofiredCeramic) 为基础的结构设计可有效减小器件体积, 是实现元器件向小型化、片式化、高可靠性和低成本方向发展的有效途径。滤波器是决定通信系统性能的重要元器件。为此, 许多论文都提出通过在阻带内加入传输零点来提高滤波器的阻带衰减性能, 从而获得陡峭过渡带。

  本文给出的设计方法涉及三个方面: 第一是通过设计一种滤波器结构来提高阻带性能。该滤波器采用谐振单元耦合, 并在输入输出端引入并联反馈电容来在阻带内引入传输零点。传输零点的个数与位置可以通过耦合电容和电感控制。

  第二是通过滤波器结构等效集总电路来写出导纳矩阵, 再用图解和数学方法解释传输零点情况。这对快速设计这类滤波器具有指引作用。

  本设计给出的滤波器的空间拓扑结构如图1所示, 其中图1 (a)、(b) 分别为不同角度观察的滤波器三维图, 其中介质为RogersRT/duroid5880, 介电常数为εr=2.2, 损耗角正切为0.0009,介质为4层, 每层为500μm, 水平面积为3mm×18mm, 导体材料采用银。金属层从下至上分别为1至5层, 其中最下层和最上层为接地金属层(为使结构图更清楚, 图1中隐藏了最上层金属层), 中间三层为电路拓扑, 其端口馈电在第三层上, 为电容馈电方式, 可与第二层和第四层电容板形成接入电容C3和C4, 调节馈电板的边长C_w1, 可以改变电容C3与C4。加长接入和接出电容板, 可使两块电容板靠近, 并引入耦合电容C6, 电容板的间距为len, 未加长时, 两电容板的间距为2400μm。通过在左右两个谐振腔的电容板之间加入耦合电容板, 可以引入电容C5, 调节电容板边长C_w2可控制耦合电容C5的大小。

  电感在第三层, 由一根金属线μm的通孔接地, 金属线μm,调节金属线的长度L_len可改变电感L1与L2的大小。曲线形金属线在滤波器第二层, 为电感L3。

  电容为第四层和第二层电容板与上下地形成的接地电容, 第四层与第二层电容板通过通孔相连,一个正方形电容板的面积为3mm×3mm。为使结构更加简单和便于调试, 该结构的所有电容板都采用正方形结构。

  本设计的滤波器等效电路如图2所示, 通过图2可以看出, 该电路可分为上下两个子网络,其滤波器的导纳矩阵为:

  其中, y11′, y12′, y21′, y22′是滤波器没有反馈电容C6的导纳矩阵元素。通过导纳矩阵Y可知,形成传输零点的位置可由下列方程确定:

  其中, c1′=c1+c3 c2′=c2+c4由方程(7) 可知, 左右两曲线的交点即为通带两边传输零点的位置。

  为了解释该理论, 本文设计的带通滤波器中心频率为f0=2.45 GHz。设计可用插入损耗法, 并采用通带波纹0.2 dB的二阶切比雪夫低通原型。

  通过阻抗变换公式可以得到图1中各元件值: L1=L2=1.1nH, C1=C2 =3.78 pF, C3=C4 =1.34 pF, l3=5.87 nH, 反馈电容C的取值可通过图3所示的传输零点位置来确定, 本设计中取C=0.06 pF。通过电路仿线所示的S参数仿线所示可以看出, 反馈电容C6=0.06 pF时, 两个导纳曲线 GHz处,表明滤波器在这两个频率处形成了传输零点, 图4中圈线时的二阶切比雪夫带通滤波器的传输特性S曲线 pF) 后在通带两边形成的一对传输零点的传输特性S曲线, 可见, S曲线传输零点的位置与导纳方程的解符合的很好。

  在没有引入耦合电容C6时, 其接入接出电容板间距为2400 μm, 设

  可将两电容板加长并靠近。图5为两电容板间距从2000 μm减小至1600μm时的S参数仿线中可以看到, 两电容板越近, 耦合电容C6越大, 两传输零点距中心频率越近, 而对通带则影响不大, 通带情况几乎没有变化, 这与第二部分的理论一致。

  通过改变矩形金属线电感长度L_len所得到的S参数仿线中可以看到,增大L_len, 中心频率与两传输零点均向低频偏移, 插入损耗减小, 滤波器相对带宽变宽, 通带内两谐振频率点相距越远, 波纹也越大。

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  TPS736 单路输出 LDO、400mA、可调节电压(1.2 至 5.5V)、无电容、低噪声、反向电流保护

  信息描述 The TPS736xx family of low-dropout (LDO) linear voltage regulators uses a new topology: an NMOS pass element in a voltage-follower configuration. This topology is stable using output capacitors with low ESR, and even allows operation without a capacitor. It also provides high reverse blockage (low reverse current) and ground pin current that is nearly constant over all values of output current. The TPS736xx uses an advanced BiCMOS process to yield high precision while delivering very low dropout voltages and low ground pin current. Current consumption, when not enabled, is under 1 µA and ideal for portable applications. The extremely low output noise (30 µVRMS with 0.1-µF CNR) is ideal for powering VCOs. These devices are protected by thermal shutdown and foldback current limit.特性Stable with No Output Capacitor or Any Value or Type of CapacitorInput Voltage Range of 1.7 V to 5.5 VUltra-Low Dropout Voltage: 75 mV...

  信息 NCP2820是一款经济高效的单声道D类音频功率放大器,能够从5V电源向4欧姆桥式负载提供2.65W的连续平均功率。在相同条件下,输出功率级可为8欧姆BTL负载提供1.4W,THD + N小于1%。对于蜂窝手机或PDA,它提供了成本和成本节省,因为使用电感式传感器时不需要输出滤波器。效率超过90%,关断电流非常低,可延长电池寿命,大幅降低结温。 NCP2820采用脉冲宽度调制技术处理模拟输入,与传统技术相比,可降低输出噪声和THD sigma-delta调制器。该器件允许独立增益,同时对来自各种音频源的信号求和。因此,在蜂窝手机中,耳机,扬声器甚至旋律振铃器可以用单个NCP2820驱动。由于其低42uV本底噪声,A加权,无论负载灵敏度如何,都能保证干净的监听。 优化的PWM输出级:无滤波器功能 效率高达90%和低2.5mA典型静态电流 大输出功率:1.4W,8Ω负载和THD + N 宽电源电压范围:2.5-5.5V工作电压 高性能,THD + N为0.03%@Vp = 5V,RL =8Ω,Pout = 100mW 出色的PSRR(-65dB):无需电压调节 表面安装封装9引脚倒装芯片CSP(SnPb和无铅) 全差分设计。消除两个输入耦合电容 采用先进的上升和下降增益技术实现极快的...

  信息 NCP2823A / B是专为便携式电子设备设计的高性价比单声道音频功率放大器。 NCP2823A针对8Ω工作进行了优化,NCP2823B可以在低至4.0Ω的扬声器阻抗下工作。对于实例,NCP2823B能够在桥接负载(BTL)中从5.0 V电源向4.0Ω提供3 W的连续平均功率组态。在相同条件下,NCP2823A可以为8.0ΩBTL负载提供1.5 W,THD + N小于10%。对于蜂窝手机或PDA,它可节省空间和成本,因为使用电感式传感器时无需输出滤波器。效率超过90%,关断电流非常低,可延长电池寿命,大幅降低结温。 优化PWM输出级 效率高达92% 高PSRR:-77dB 高CMRR:-80dB 可调增益 电路图、引脚图和封装图...

  NCP1729 50 mA,35 kHz开关电容电压反相器,带有关断功能

  信息 NCP1729是CMOS电荷泵电压逆变器,设计用于在1.15 V至5.5 V的输入电压范围内工作,输出电流能力超过50 mA。工作电流消耗仅为122μA,并提供省电关断输入,以进一步将电流降至仅0.4μA。该器件包含一个35 kHz振荡器,可驱动四个低阻MOSFET开关,产生26Ω的低输出电阻和99%的电压转换效率。该器件仅需两个外部3.3μF电容即可实现完整的逆变器,使其成为众多电池供电和板级应用的理想解决方案。 NCP1729采用节省空间的TSOP-6(SOT-23-6)封装。 典型应用 •LCD面板偏差 •手机 •寻呼机 •个人数字助理 •电子游戏 •数码相机 可携式摄像机 •手持式仪器 优势特点 •工作电压范围为1.5 V至5.5 V •输出电流能力超过50 mA •低电流消耗122 A •省电关断输入,电流降低0.4 A •35 kHz运行 低输出电阻26 •节省空间的TSOP-6封装 •用于汽车和其他应用的NCV前缀需要独特的现场和控制变更要求; AEC-Q100认证和PPAP功能 •这些器件无铅且符合RoHS标准 规格参数 电路图、引脚图和封装图...

  信息 NCS2564是一款4通道高速视频驱动器,每个通道都有6阶巴特沃斯重建滤波器。第一组3个通道具有可选择的标准清晰度(SD)/高清(HD)滤波器,每个通道一个。第四通道提供额外的滤波器驱动器,用于驱动CVBS型视频信号。事实上,NCS2564是三重SD / HD视频驱动器和单个CVBS视频驱动器的组合。它旨在与大多数视频处理器中嵌入的数模转换器(DAC)兼容。为了进一步降低功耗,提供了两个使能引脚,一个用于三个驱动器,另一个用于单个驱动器。一个引脚允许选择三重驱动器的滤波器频率。所有通道都可以接受直流或交流耦合信号。在交流耦合输入的情况下,内部钳位被使能。输出可驱动交流和直流耦合150负载。 3个通道,每个通道具有可选择的6阶巴特沃斯8/32 MHz滤波器 一个CVBS驱动器,包括6阶Butterworth 8 MHz滤波器 透明钳位 内部固定增益:6 dB +/- 0.2 集成电平转换器 AC或DC -choupled输入和输出 低静态电流 关断电流典型值42μA(禁用) 每个通道能够驱动2乘150Ω负载 宽工作电源电压范围:+4.7 V至+5.3 V 8 kV ESD保护(兼容IEC61000-4-2) 每个JEDEC的ESD也符合4 kV HBM 电路图、引脚图和封装图...

  信息 NCS2563是一款3通道高速视频放大器,具有6阶巴特沃斯高清(HD)重建滤波器和6 dB增益。所有三个通道都可以容纳所有分量和RGB视频信号。所有通道都可以接受直流或交流耦合信号。如果是交流耦合,则使用内部钳位。输出可以驱动交流和直流耦合的150欧姆负载。它被设计为与大多数视频处理器中嵌入的大多数数模转换器(DAC)兼容。 三个6阶高清30 MHz滤波器 内部固定增益= 6 dB 每个通道上的透明输入钳位 直流或交流耦合输入/输出 集成电平转换器 工作电压+5 V ESD HBM保护8 kV 电路图、引脚图和封装图...

  信息 NCS2561是一款单高速视频驱动器,包括一个2极重建滤波器和SAG校正功能。 NCS2561采用节省空间的SC-88封装,专为低压便携式应用而优化。它旨在与大多数视频处理器中嵌入的数模(DAC)兼容。 NCS2561内部集成了一个8 MHz 2极视频DAC重建滤波器,固定增益为2.当交流耦合模式下的输出使用时,NCS2561还具有内置SAG校正电路。为了进一步降低功耗,提供了一个使能引脚。 内部8 MHz 2极重建滤波器 内部固定增益:6 dB 集成电平转换器 极低关断电流(

  能够驱动2个视频负​​载 ESD HBM保护

  输出电压为4 kV 电源电压范围:2.7 V至3.3 V 凹陷校正电路 典型低静态电流6 mA 电路图、引脚图和封装图...

  信息 NCS2553是一款3通道高速视频放大器,带有6阶黄油色标准清晰度重建滤波器。所有三个通道都可以容纳所有分量和RGB视频信号或复合和S-Video信号。所有通道都可以接受直流或交流耦合信号。如果AC耦合,则使用内部钳位。输出可以驱动交流和直流耦合150欧姆负载。它被设计为与大多数视频处理器中嵌入的大多数数模转换器(DAC)兼容。 三个6阶标准清晰度8 MHz滤波器 内部固定增益= 6 dB 交流或直流耦合输入/输出 集成电平转换器 工作电压+5 V ESD HBM保护

  MAX1720 50 mA,12 kHz开关电容电压反相器,带有关断功能

  信息 MAX1720是CMOS电荷泵电压逆变器,设计用于在1.15 V至5.5 V的输入电压范围内工作,输出电流能力超过50 mA 。工作电流消耗仅为67?A,并提供省电关断输入,以进一步将电流降至仅为0.4?A。该器件包含一个12 kHz振荡器,可驱动四个低阻MOSFET开关,输出电阻低至26?电压转换效率为99%。该器件仅需两个外部10?F电容即可实现完整的逆变器,使其成为众多电池供电和板级应用的理想解决方案。 MAX1720采用节省空间的TSOP-6薄型(SOT-23-6)封装。 工作电压范围1.15 V至5.5 V 输出电流能力超过50 mA 低电流消耗67μA 节能关断输入,降低电流0.4μA 12 kHz工作 低输出电阻26 节省空间的TSOP-6(SOT-23-6)封装 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...

  信息 LC717A10PJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置 6ms(典型值)(最小间隔配置) 用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消耗:570μA(典型值) (V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:切换...

  信息 LC717A30UJ是一款高性能,低成本,高可用性的电容转换器,适用于静电电容式触摸和接近传感器。 8个电容感应输入通道,适用于需要一系列开关的任何终端产品。 LC717A30J通过其自动校准功能和最少的外部元件简化了系统开发时间。每个传感器的检测结果(ON / OFF)由串行接口(I C或SPI)读出。 检测系统:使用互电容的差分电容检测 传感器输入焊盘:使用小到大电容传感器输入焊盘工作 输入电容分辨率:电容检测低至毫微微法拉水平 8个传感器的测量时间为16 ms 最小外部组件 可选接口:I C或SPI 电流消耗:0.8 mA(V = 5.5 V) 供电电压:2.6至5.5 V AEC-Q100认证和PPAP能力 电路图、引脚图和封装图...

  信息 LC717A10AR是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)

  用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消耗:570μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V

  信息 LC717A00AR是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有8通道电容传感器输入。内置逻辑电路可以检测每个输入的状态(ON / OFF)并输出结果。这使其成为各种开关应用的理想选择。在电源激活期间或环境发生变化时,内置逻辑电路会自动执行校准功能。此外,由于配置了参数的初始设置(例如增益),因此当应用推荐的开关模式时,LC717A00AR可以独立运行。此外,由于LC717A00AR具有与I C和SPI总线兼容的串行接口,因此可以根据需要使用外部设备调整参数。此外,8输入电容数据的输出可以作为8位数据进行检测和测量。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(8个差分输入): 18ms(典型值)(初始配置时), 3ms(Typ (最小间隔配置) 用于测量的外部元件:不需要 电流消耗:320μA(典型值)(V = 2.8 V), 740μA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:开关 接口:I C兼容总线或SPI可选。...

  信息 LC717A10AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)

  用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消耗:570μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V

  信息 LC717A00AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有8通道电容传感器输入。内置逻辑电路可以检测每个输入的状态(ON / OFF)并输出结果。这使其成为各种开关应用的理想选择。在电源激活期间或环境发生变化时,内置逻辑电路会自动执行校准功能。此外,由于配置了参数的初始设置(如增益),因此在应用推荐的开关模式时,LC717A00AJ可以独立运行。此外,由于LC717A00AJ具有与I C和SPI总线兼容的串行接口,因此可以根据需要使用外部设备调整参数。此外,8输入电容数据的输出可以作为8位数据进行检测和测量。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(8个差分输入): 18ms(典型值)(初始配置时), 3ms(Typ (最小间隔配置) 用于测量的外部元件:不需要 电流消耗:320μA(典型值)(V = 2.8 V), 740μA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:开关 接口:I C兼容总线或SPI可选。...

  信息优势和特点 采用Σ-Δ调制的无滤波器立体声D类放大器 采用ADI公司的多个D类放大器时无需同步 采用5.0 V电源供电时,能够以2 × 2W功率驱动4 Ω负载,以2x1.4 W功率驱动8 Ω负载,总谐波失真加噪音(THD + N)低于1% 效率:92%(5.0 V、以1.4 W功率驱动8 Ω扬声器) 信噪比(SNR)高于103 dB 单电源供电:2.5 V至5.5 V 关断电流:20 nA;左右声道控制 短路和热保护 16引脚1.66 mm × 1.66 mm WLCSP封装 “爆音与咔嚓声”抑制 内置电阻可减少电路板上的器件数量 用户可选的6 dB或18 dB增益设置 用户可选的超低EMI辐射模式 产品详情SSM2356是一款全集成式高效率D类立体声音频放大器,针对移动电话应用实现最高性能而设计。应用电路只需极少的外部元件,采用2.5 V至5.5 V单电源供电。采用5.0 V电源供电时,它能够提供2 × 2W连续输出功率,驱动4 Ω负载,总谐波失真加噪音(THD + N)低于1%。SSM2356采用高效率、低噪声调制方案,无需外部LC输出滤波器。即使输出功率较低时,该调制方案仍然能提供高效率。采用5.0 V电源供电时,以1.4 W功率驱动8 Ω负载时的效率为92%,以2.0 W功率驱动4 Ω负载时的效率为85%,...

  TPD2E001-NM 用于高速数据接口的低电容2通道+/- 15kV ESD保护阵列

  信息描述 The TPD2E001 is a two-channel Transient Voltage Suppressor (TVS) based Electrostatic Discharge (ESD) protection diode array. The TPD2E001 is rated to dissipate ESD strikes at the maximum level specified in the IEC 61000-4-2 Level 4 international standard.The DRS package (3.00 mm × 3.00 mm) is also available as a non-magnetic package for medical imaging applications.See also TPD2E2U06DRLR which is p2p compatible to TPD2E001DRLR and offers higher IEC ESD Protection, lower clamping voltage, and eliminates the input capacitor requirement.特性IEC 61000-4-2 ESD Protection (Level 4) ±8-kV Contact Discharge ±15-kV Air-Gap Discharge IO Capacitance: 1.5 pF (Typ) Low Leakage Current: 1 nA (Maximum) Low Supply Current: 1 nA 0.9 V to 5.5 V Supply-Voltage Range Space-Saving DRL, DRY, and QFN Package Options Alternate 3, 4, 6-Channel options Available: TPD3E001, TPD4E001,...

  信息优势和特点 FIR 数字滤波器/抽取器 串行或并行配置选择 输出字速率:250 SPS至16 kSPS 低功耗:6.2 mW(典型值) 待机模式:70 µW 提供参考设计和带软件的评估板产品详情AD1555是一款完整的Σ-Δ调制器,并集成有可编程增益放大器,主要用于低频、高动态范围的测量应用。该器件输出与模拟输入成比例的1密度位流。当配合数字滤波器/抽取器AD1556使用时,可实现带宽为1+ kHz的业界最高性能ADC。它采用连续时间模拟调制器输入架构,无需外部抗混叠滤波器。可编程增益前端可简化系统设计,扩展动态范围,并缩小系统板面积。低工作功率和待机模式使AD1555成为电池供电远程数据采集系统的理想之选。...

  信息此设备专为需要和的应用而设计。它适用于上游USB端口,蜂窝电话,无线设备和计算机应用。该器件采用小型封装(TSOP-6,外壳318G)提供集成解决方案,可减少PCB空间和成本。 提供USB线路端接,滤波和ESD保护 单IC提供成本通过更换3个电阻器,2个电容器和5个电视二极管实现节省 双向EMI滤波防止噪声进入/离开系统 IEC端口的IEC61000-4-2 ESD保护 灵活的下拉或上拉线低速和高速规范 ESD额定值:机型= C 人体型号= 3B TSOP-6封装最小化PCB空间 集成电路提高系统可靠性与离散组件实施 电视设备提供的ESD保护优于离散实现,因为小IC最小化寄生电感...

  信息 LA5797MC是可变电容二极管的电荷泵升压电源。 使用电荷泵,无需线圈。 合并了时基发生器(140kHz)。 内置热关断电路。

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