LCフィルタを50Ω系で設計しなおした

これまで設計してきたLCフィルタ回路は、入力側が10Ω、出力側が50Ωというインピーダンスになっていました。

データシートやシミュレーションによればOPアンプの出力インピーダンスが10Ωくらいあるだろうという推測に基づくものだったのですが、実際にはOPアンプの出力インピーダンスはもっと高いのかもしれません。そのため、30MHzくらいから想定外のゲイン低下が引き起こされていました。

高いインピーダンスのバッファで低いインピーダンスのフィルタをドライブするとゲインが落ちるようです。

そこで、入力も出力も50Ωにした5次のチェビシェフ型LCフィルタを作りました。設計では中央は400nHのインダクタンスが必要なのですが手元になかったので220nH+220nHで代用です。

MicroVNAで測ってみると、設計どおりピッタリの特性です。

60MHzまでは平ら（想定のリップルの範囲内）で、80MHzで-20dBダウンしています。

チェビシェフとは言えどもアンチエイリアシングフィルタにするには切れが悪いので、中央の220nHに並列に16pFのコンデンサを入れます。こうすると80MHzあたりにノッチができるので、切れが良くなります。

測定結果は下のとおりです。等リップル帯域が少し狭くなりましたが、50MHz→70MHzで-40dBダウンですから、切れがよくなったのがわかります。

シミュレーション結果による比較は下の図のとおりです。切れのよいほうがノッチ付きです。

信号発生器とオシロで実測した結果を示します。

設計値よりリップルが大きくなっているのと、減衰が僅かに緩やかになっていますが、おおむね設計どおりといえるでしょう。

明日は、これをCosmo-Z Miniの出力に取り付けてみます。