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HP 8719D 網路分析儀

線、量測夾具、以及輸入輸出端延伸傳輸線的效應。

4-4 Type A 濾波器之模擬與量測結果比較

圖 4-4 所示為以 HP8719D 向量網路分析儀量測 Type A 濾波器所得 到的 S11及 S21。圖形中橫軸為頻率,縱軸為 insertion loss 及 return loss,

我們發現 Type A 濾波器 passband 的範圍由 2.395GHz 至 2.49GHz,中心 頻率大約為 2.442GHz,與原先設計之規格 fO=2.4415GHz,BW=83MHz

HP 8719D

比較起來,頻率往高頻漂移了約 1MHz,BW 大約增加了 14%,此外 Type A 濾波器的 insertion loss 在 passband 的兩旁分別為 6.8dB 及 5.3dB,在 中心頻率時約為 4.9dB,濾波器的 low side 傳輸零點位於 2.051GHz 及 2.248GHz,passband 中之 VSWR 約為 1.68。

在圖 4-5(a)、(b)中我們將實際量測 Type A 濾波器所得到的 S11

圖 4-4 Type A 濾波器之量測結果

IL,RL (dB)

S11

S21

fLA fLB 2.051GHz

2.248GHz

及 S21與第三章中考慮了 Type A 濾波器所有的 loss 後利用電磁模擬軟體 Sonnet 模擬所得到的結果放在一起,我們發現實驗結果與模擬結果有些 誤差,在圖 4-5(a)中,實際製作出之 Type A 濾波器的 S11與第三章中 模擬的結果在中心頻率處大約差了 3dB,而在圖 4-5(b)中,實際製作 出 之 Type A 濾 波 器 電 路 中 傳 輸 零 點 之 頻 率 為 fLA=2.051GHz 及 fLB=2.248GHz 與模擬之結果 fLA=2.03GHz 及 fLB=2.265GHz ,各差了 21MHz 及 17MHz。這些誤差應該是由電路實作上的誤差所造成,其可 能產生的誤差包括:

(1)電路蝕刻所造成尺寸大小的誤差。

(2)製作底片及電路蝕刻所造成各段耦合線有些微的毛邊產生。

為了驗證上述實作的不準確所產生的誤差,我們將 4-2 節中用顯微 鏡所量測出 Type A 濾波器的尺寸,如表 4-1(a)所列,代入電磁模擬軟體 Sonnet 中重新模擬,並將其模擬結果與量測結果相比較,如圖 4-6 所示。

圖 4-6(a)、(b)所示為量測結果與考慮實驗誤差後重新模擬結果之比 較。在圖 4-6(a)中,考慮實驗誤差後重新模擬所得到之 S11與實際電 路的量測結果已經幾乎相同,而在圖 4-6(b)中重新模擬所得到濾波器 傳輸零點之頻率與實際電路的量測結果已經大幅接近,至於仍然存在的 誤差,應該是由於 Type A 濾波器各段耦合線在電路蝕刻時所造成些微 的毛邊所導致的結果。

量測

模擬

(a) S

11

dB

(b) S

21

量測 dB

圖 4-5 Type A 濾波器模擬結果與量測結果之比較 (a) S

11

(b) S

21

模擬

差 21MHz

差 17MHz

(a) S

11

模擬 量測

dB

(b) S

21

量測

模擬 dB

圖 4-6 考慮實作誤差後 Type A 濾波器之模擬結果與

量測結果之比較(a) S

11

(b) S

21

4-5 Type D 濾波器之模擬與量測結果比較

圖 4-7 所示為以 HP8719D 向量網路分析儀量測 Type D濾波器所得 到的 S11及 S21。圖形中橫軸為頻率,縱軸為 insertion loss 及 return loss,

我們發現 Type D 濾波器 passband 的範圍由 2.4GHz 至 2.492GHz,中心 頻率大約為 2.445GHz,與原先設計之規格 f0=2.4415GHz,BW=83MHz 比較起來,頻率往高頻漂移了約 3MHz,BW 大約增加了 10.8%,此外 Type D 濾波器的 insertion loss 在 passband 的兩旁分別為 6.4dB 及 7.5dB,

在中心頻率時約為 5.22dB,濾波器的 high side 傳輸零點位於 2.681GHz 及 3.182GHz,passband 中之 VSWR 約為 1.1。

圖 4-7 Type D 濾波器之量測結果

S11

S21

IL,RL (dB)

在圖 4-8(a)、(b)中我們將實際量測 Type D 濾波器所得到的 S11 及 S21與第三章中考慮了 Type D 濾波器所有的 loss 後利用電磁模擬軟體 Sonnet 模擬所得到的結果放在一起,我們發現實驗結果與模擬結果有些 誤差,在圖 4-8(a)中,實際製作出之 Type D 濾波器的 S11與第三章中 模擬的結果在中心頻率處大約差了 13dB,而在圖 4-8(b)中,實際製 作出之 Type D 濾波器電路中傳輸零點之頻率為 fHA 1=2.681GHz 及 fHB1=3.182GHz 與模擬之結果 fHA2=2.62GHz 及 fHB2=3.24GHz ,各差了 60MHz 及 58MHz。這些誤差應該是由電路實作上的誤差所造成,其可 能產生的誤差與 Type A 相同。

為了驗證上述實作的不準確所產生的誤差,我們將 4-2 節中用顯微 鏡所量測出 Type D 濾波器的尺寸,如表 4-1(b)所列,代入電磁模擬軟體 Sonnet 中重新模擬,並將其模擬結果與量測結果相比較,如圖 4-9 所示。

圖 4-9(a)、(b)所示為量測結果與考慮實驗誤差後重新模擬結果之比 較。在圖 4-9(a)中,考慮實驗誤差後重新模擬所得到之 S11與實際電 路的量測結果已經幾乎相同,而在圖 4-9(b)中重新模擬所得到濾波器 傳輸零點之頻率與實際電路的量測結果各差了 35MHz 及 8MHz,已經大 幅接近,至於仍然存在的誤差,應該是由於 Type D 濾波器各段耦合線 在電路蝕刻時所造成些微的毛邊所導致的結果。

(a) S

11

dB

量測

模擬

(b) S

21

圖 4-8 Type D 濾波器模擬結果與量測結果之比較 (a) S

11

(b) S

21

dB

量測

模擬

fHA1

fHA2

fHB1 fHB2

差 60MHz

差 58MHz

(a) S

11

(b) S

21

圖 4-9 考慮實作誤差後 Type D 濾波器之模擬結果與

量測 模擬

dB

dB

模擬

量測

差 35MHz 差 8MHz

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