一种宽频带、低波动带通lc滤波器的制造方法

一种宽频带、低波动带通lc滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及滤波器领域，尤其涉及一种宽频带、低波动带通LC滤波器。
【背景技术】
[0002] 随着射频技术的发展，对滤波器频率指标的要求日益苛刻，一些常用的通信设备 的收发通道需要使用更大带宽的滤波器，以满足越来越大的信息传输量和广阔的频带宽 度，但同时，对体积的要求也越来越苛刻，体积必须向"小型化"发展。
[0003] 通常来说，在21. 4MHz频率段上想实现一个"矩形系数好"的"宽频带"滤波器， 并不是容易的事情，在现有的技术下，只能用声表面波滤波器实现，但是随着频带宽度的增 加，声表面波滤波器的插损也随之增大，实现难度也越来越大，目前现有的声表面波滤波器 在21. 4MHz频率下最多只能做到6-8MHz的带宽。
[0004] 目前来说，此频点若达到12MHz带宽，则相应的LC滤波器存在以下难题：若保证了 电感的Q值，贝U体积最小只能做到;若缩小到同样的体积，则和Q值相关的 各项参数都不能保证。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题在于发明一种宽频带、低波动带通滤波器，本发明兼 顾了滤波器性能和体积，具有小封装、大带宽、低插损、高矩形度和高阻带抑制的优点，同时 驻波和带内波动值都较小。
[0006] 本发明是这样实现的，一种宽频带、低波动带通LC滤波器，包括底座、PCB板、电 容、绕线磁环和四个管脚，所述PCB板设置于底座上，所述绕线磁环外部套设有外绕漆包 线，所述电容和所述绕线磁环均通过锡焊固定于所述PCB上；在PCB板的四个角各有一个小 孔，所述管脚穿过所述小孔，所述管脚的一端焊接于所述PCB板上；所述绕线磁环具有温漂 小、稳定性尚的优点；
[0007] 所述LC滤波器为7阶的LC滤波器，所述LC滤波器的的椭圆形LC滤波器传递函 数展开方程为（6. 396e5XS13+l. 192e23XSn+7. 796e39XS9+2. 182e56XS7+2. 584e72XS5+l. 27 4e88XS3+2.234e103XS1)/(lXS14+l.557e8XS13+l. 515e17XS12+l. 916e25XSn+9. 292e33XS10+ 9. 362e41XS9+2. 981e50XS8+2. 317e58XS7+5. 389e66XS6+3. 06e74XS5+5. 491e82XS4+2. 047e90 XS3+2. 927e98XS2+5.ASge^XS1)，所述LC滤波器的拓扑结构严格遵守所述展开方程，所述 LC滤波器的拓扑结构中共有10组由电容和绕线磁环构成LC震荡回路，一组LC震荡回路 由一个电容和一个绕线磁环够成。
[0008] 优选的，两只所述管脚直接穿过底座并与底座相连，用于所述LC滤波器与地的连 接；另外两只所述管脚也穿过底座，并且与所述底座中间用玻璃绝缘子隔开，用于作为所述 LC滤波器的输入和输出端口。
[0009] 优选的，所述PCB板背面全部接地，不铺阻焊，所述PCB板背面和底座完全接触。
[0010] 优选的，所述绕线磁环共有三种型号，所述绕线磁环满足了不同参数下的电感Q 值。
[0011] 优选的，所述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述绕线磁环之间的互感值。
[0012] 优选的，每个所述绕线磁环与对应的所述电容设置于同一组所述PCB板中的焊 盘，所述绕线磁环通过焊接固定于所述焊盘，对应的所述电容位于所述绕线磁环焊点上方 并焊接固定于所述焊盘，所述绕线磁环引脚只露出〇. 5-1. 5mm。
[0013] 优选的，所述电容采用统一 0805封装。
[0014] 优选的，所述电容与PCB板边缘间距大于0. 5mm。
[0015] 优选的，所述外绕漆包线采用直径0. 22mm的漆包线，所述外绕漆包线两端的去漆 长度不长于1mm。
[0016] 优选的，用缩醛烘干胶液对所述LC滤波器整体内部进行固定。
[0017] 实施本发明，具有如下有益效果：
[0018] 为了提高该LC滤波器的矩形度，本发明采用高Q值、温漂小、稳定性高的绕线磁环 取代普通电感元件，并采用了 0805封装的电容，从而保证了相关电学参数的稳定性，大大 提升了该滤波器的电性能指标；最终的缩醛烘干胶液既保证了滤波器内部的稳固，又不会 对调试好的滤波器造成影响。
[0019] 该滤波器的PCB板采用0. 5mm厚度的PCB板，既有效的节省了空间，又保证了滤波 器的稳定工作。在PCB板周围的四个角留下的穿孔，使输入输出以及接地信号都能完美的 传入PCB和元器件中，PCB板的背面和底座完全接触，创造良好接地效果。
[0020] 本发明综合考虑带内波动、驻波、尺寸这三个参数，以这三个参数最优为设计原则 设计滤波器的传递函数展开方程，并严格按照传递函数展开方程进行电容和绕线磁环参数 的匹配，使得本发明滤波器具有如下优良性能。
[0021] (1)标称频率可达到12MHz的带宽，并且体积很小，只有20mm*8. ;
[0022] (2)带内波动小，只有0.05dB，并且通带驻波小于1.4,具有低波动和低驻波的优 占.
[0023] (3)具有低插损、高矩形度和高阻带抑制的优点。
【附图说明】
[0024]图1是滤波器的内部结构示意图；
[0025] 图2是滤波器拓扑图；
[0026] 图3是滤波器焊板分布图；
[0027] 图4是滤波器的外形示意图。
[0028] 其中：1_底座，2-PCB板，3-管脚，4-电容，5-绕线磁环，6-外绕漆包线，L1-整体 封装长度，W-上盖封装宽度，H-整体封装高度，L2-下部管脚宽度，L3-上盖封装长度。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。
[0030] 本发明实施例提供了一种宽频带、低波动带通LC滤波器，如图1所示，包括底座1、 PCB板2、电容4、绕线磁环5和四个管脚3,所述PCB板2设置于底座1上，所述PCB板2厚 0? 5mm宽7. 5mm，长17. 5mm，所述绕线磁环5外部套设有外绕漆包线6,所述电容4和所述绕 线磁环5均通过锡焊固定于所述PCB上；在PCB板2的四个角各有一个小孔，所述管脚3穿 过所述小孔，所述管脚3的一端焊接于所述PCB板2上；所述滤波器上部封装一个镍金属 壳，下部底座1为可伐材料制作，所述底座1表面进行镀金处理；所述绕线磁环5具有磁感 系数稳定，温漂小、稳定性高的优点。
[0031] 所述LC滤波器为7阶的LC滤波器，所述LC滤波器的的椭圆形LC滤波器传递函数 展开方程为（6. 396e5XS13+l. 192e23XSn+7. 796e39XS9+2. 182e56XS7+2. 584e72XS5+l. 274e8 8XS3+2. 234e103XS1)/(lXS14+l. 557e8XS13+l. 515e17XS12+l. 916e25XSn+9. 292e33XS10+9. 3 62e41XS9+2. 981e50XS8+2. 317e58XS7+5. 389e66XS6+3. 06e74XS5+5. 491e82XS4+2. 047e9CIXS3 +2. 927e98XS 2+5. 439e1(l5XS1)，所述LC滤波器的拓扑结构严格遵守所述展开方程，所述LC 滤波器的拓扑结构中共有10组由电容和绕线磁环构成的震荡回路，一组所述LC震荡回路 由一个电容和一个绕线磁环构成。
[0032] 根据所述展开方程，获取所述LC滤波器的拓扑结构，所述LC滤波器的电容参数和 电感参数如图2所示，所述滤波器供有10组由电容电感构成的震荡回路，为了保证各项参 数，这里将所有的电感全用绕线磁环代替；一个焊盘焊接一组电容和绕线磁环，因此至少需 要10个焊盘，如图3所示，本实施例使用12个焊盘Z1-Z12,其中Z1和Z12为备用焊盘，其 中，所述PCB板焊盘Z3与竖直方向成30°角，焊盘Z4与水平方向呈45°角；焊盘Z3和焊 盘Z4的角度设置有利于PCB板焊盘的合理布局。
[0033] 优选的，两只所述管脚直接穿过底座并与底座相连，用于所述LC滤波器与地的连 接；另外两只所述管脚也穿过底座，并且与所述底座中间用玻璃绝缘子隔开，用于作为所 述LC滤波器的输入和输出端口；上述四只管脚所围成的矩形中，两只接地管脚呈对角线设 置，用于输入和输出的管脚位于另一个对角线两端；所述四只管脚在所述矩形长度方向距 离为15mm，在所述矩形宽度方向距离为5. 5mm。
[0034] 优选的，所述PCB板背面全部接地，不铺阻焊，所述PCB板背面和底座完全接触。
[0035] 优选的，所述绕线磁环5共有三种型号，所述绕线磁环5满足了不同参数下的电感 Q值，所述绕线磁环5共有10个。
[0036] 优选的，所述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述绕线磁环5之间的互感值； 经过测试，在本发明中100nH的绕线磁环5工作时的互感值为自身电感总值的5% ;300nH 的绕线磁环5工作时的互感值为自身电感总值的7% -8%。
[0037] 优选的，每个所述绕线磁环5与对应的所述电容4设置于同一组所述PCB板2中 的焊盘，所述绕线磁环5通过焊接固定于所述焊盘，对应的所述电容4位于所述绕线磁环5 焊点上方并焊接固定于所述焊盘，所述绕线磁环5引脚只露出0. 5-1. 5_。
[0038] 优选的，所述电容4采用统一 0805封装；所述电容4与PCB板边缘间距大于 0. 5mm〇
[0039] 所述外绕漆包线6采用直径0. 22mm的漆包线，所述外绕漆包线6两端的去漆长度 不长于1mm〇
[0040] 优选的，用缩醛烘干胶液对所述LC滤波器整体内部进行固定。
[0041] 如图4所示，所述滤波器：整体封装长度L1为20mm，上盖封装宽度W为8. 5mm，整 体封装高度H为7mm，下部管脚宽度L2为15mm，上盖封装长度L3为18mm，由此可知，本发明 所述滤波器所占体积是很小的。
[0042] 本实施例的核心性能参数如下表所示：
[0043]
[0044]
[0045] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【主权项】
1. 一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，包括底座（I)、PCB板（2)、电容 (4)、绕线磁环（5)和四个管脚（3)，所述PCB板（2)设置于底座（1)上，所述绕线磁环（5) 外部套设有外绕漆包线（6)，所述电容（4)和所述绕线磁环（5)均通过锡焊固定于所述PCB 上；在PCB板（2)的四个角各有一个小孔，所述管脚（3)穿过所述小孔，所述管脚（3)的一 端焊接于所述PCB板（2)上； 所述LC滤波器为7阶的LC滤波器，所述LC滤波器的的椭圆形LC滤波器传递函数展开 方程为（6. 396e5XS13+l. 192e23XSn+7. 796e39XS9+2. 182e56XS7+2. 584e72XS5+l. 274e88XS3 +2. SSAe1ci3XS1Vd X S14+l. 557e8XS13+l. 515e17XS12+l. 916e25XSn+9. 292e33XS10+9. 362e41 XS9+2. 981e50XS8+2. 317e58XS7+5. 389e66XS6+3. 06e74XS5+5. 491e82XS4+2. 047e9CIXS3+2. 9 27e98 X S2+5. 439e1(l5 X S1)，所述LC滤波器的拓扑结构严格遵守所述展开方程，所述LC滤波 器的拓扑结构中共有10组由电容⑷和绕线磁环（5)组成的LC震荡回路，每一个LC震 荡回路包括一个电容和一个绕线磁环。2. 根据权利要求1所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，两只所述 管脚直接穿过底座并与底座相连，用于所述LC滤波器与地的连接；另外两只所述管脚也穿 过底座，并且与所述底座中间用玻璃绝缘子隔开，用于作为所述LC滤波器的输入和输出端3. 根据权利要求1或2所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，所述 PCB板背面全部接地，不铺阻焊，所述PCB板背面和底座完全接触。4. 根据权利要求3所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，10个所述 绕线磁环（5)共由三种型号的磁环线圈构成，所述绕线磁环（5)满足了不同参数下的电感 9值。5. 根据权利要求4所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，所述LC滤 波器中的仿真算法的参数包括所述绕线磁环（5)之间的互感值。6. 根据权利要求4或5所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，每个所 述绕线磁环（5)与对应的所述电容（4)设置于同一组所述PCB板（2)中的焊盘，所述绕线 磁环（5)通过焊接固定于所述焊盘，对应的所述电容（4)位于所述绕线磁环（5)焊点上方 并焊接固定于所述焊盘，所述绕线磁环（5)引脚只露出0. 5~1. 5_。7. 根据权利要求6所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，所述电容 (4)采用统一 0805封装。8. 根据权利要求7所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，所述电容 (4)与PCB板边缘间距大于0? 5mm〇9. 根据权利要求1、2、3、4、7或8中任意一项所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波 器，其特征在于，所述外绕漆包线（6)采用直径0.22_的漆包线，所述外绕漆包线（6)两端 的去漆长度不长于1_。10. 根据权利要求9所述的一种宽频带、低波动带通LC滤波器，其特征在于，所述LC滤 波器整体内部用缩醛烘干胶液进行固定。
【专利摘要】本发明提供了一种宽频带、低波动带通LC滤波器。本发明通过采用温漂小、稳定性好、高Q值的绕线磁环取代了普通电感，并采用了0805封装的电容，从而保证了电学参数的稳定，也大大提升了该滤波器的电性能指标。在PCB板周围的四个角留下的穿孔，使输入输出以及接地信号都能完美的传入PCB和元器件中，此外，本发明以带内波动、驻波、尺寸最优为设计原则设计了滤波器的传递函数展开方程，并严格根据方程设置电容和绕线磁环，从而使得本发明还具有小封装、大带宽、低插损、高矩形度、高阻带抑制、低驻波和低带内波动的优点。
【IPC分类】H03H7/01
【公开号】CN104883152
【申请号】CN201510255907
【发明人】李洪, 万飞, 杨思川, 陈明和, 黄歆, 李凯
【申请人】北京中科飞鸿科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日