【導讀】阻抗匹配是電路功耗（傳輸和損耗）的de一yi個ge基ji本ben主zhu題ti，也ye是shi提ti高gao整zheng體ti性xing能neng的de有you效xiao手shou段duan。通tong過guo移yi除chu線xian路lu阻zu抗kang的de電dian抗kang元yuan件jian
，阻zu抗kang匹pi配pei還hai可ke以yi提ti高gao電dian路lu穩wen定ding性xing，降jiang低di駐zhu波bo的de影ying響xiang，避bi免mian因yin能neng量liang反fan射she而er損sun壞huai設she備bei。尋xun找zhao理li想xiang的de阻zu抗kang匹pi配pei解jie決jue方fang案an並bing非fei易yi事shi，因yin為wei設she計ji人ren員yuan必bi須xu在zai響xiang應ying範fan圍wei與yu通tong過guo/拒絕 dB 級別之間權衡取舍。L 型網絡阻抗匹配是濾波器設計的良好開端
，同時也是一種低成本、寬帶寬的濾波響應解決方案。

本文要點：

L 型網絡阻抗匹配是一個簡單的濾波器，由兩個電抗元件組成。

• L 型濾波器具有較寬的帶寬，但在載波頻率下響應速度緩慢。
• 設計人員可以組合多個 L 型濾波器，實現更穩健的響應以及更高的品質因數。

阻抗匹配是電路功耗（傳輸和損耗）的de一yi個ge基ji本ben主zhu題ti，也ye是shi提ti高gao整zheng體ti性xing能neng的de有you效xiao手shou段duan。通tong過guo移yi除chu線xian路lu阻zu抗kang的de電dian抗kang元yuan件jian

，阻zu抗kang匹pi配pei還hai可ke以yi提ti高gao電dian路lu穩wen定ding性xing，降jiang低di駐zhu波bo的de影ying響xiang
，避bi免mian因yin能neng量liang反fan射she而er損sun壞huai設she備bei。尋xun找zhao理li想xiang的de阻zu抗kang匹pi配pei解jie決jue方fang案an並bing非fei易yi事shi
，因yin為wei設she計ji人ren員yuan必bi須xu在zai響xiang應ying範fan圍wei與yu通tong過guo/拒絕 dB 級別之間權衡取舍。L 型網絡阻抗匹配是濾波器設計的良好開端，同時也是一種低成本、寬帶寬的濾波響應解決方案。

L 型網絡阻抗匹配隻需兩個電抗元件

如何構建 L 型網絡濾波器

L 型網絡是一個雙元件濾波網絡，可以單獨使用
，也可級聯以構建更複雜的濾波網絡，包括三元件網絡（即 T 和 pi）或更複雜的四元件網絡。需要注意的是，偽四元件網絡（實際上是將中間兩個元件並聯或串聯，起到三元件網絡的作用）與真正的四元件網絡之間存在重大區別。偽四元件網絡由兩個鏡像 L 型網絡組成
，而真正的四元件網絡則使用級聯 L 型濾波器，中間元件無法輕易簡化。無論如何，L 型網絡都是這些濾波網絡的基本組成部分。

L 型網絡因其簡單的布局而得名：一個元件與信號線串聯
，一個元件與信號線並聯
，形成直角，呈現出基本的“L”形。L 型網絡最顯著的優勢是降低了元件成本，使其成為最容易實現的阻抗匹配濾波器（不包括四分之一波長濾波器，這種濾波器因長度限製，僅能在高頻下有效地工作。）要了解 L 型網絡濾波器
，我們可以從兩個方麵入手：方向和元件電抗。濾波網絡可以使用並聯-串聯結構（即並聯元件距離信號源最近/距離負載最遠）或反之亦然，該結構中的“第一個”元件（同樣取決於信號源/負載）可以是電感器或電容器。請注意
，L 型網絡利用電感器和電容器來構建其響應
，因此在確定了其中一個元件的電抗後，另一個元件的電抗便會隨之確定（類似於方向）。

這些可能的配置對信號源電流有不同的反應：串聯電容器的 L 型濾波器將通過並聯電感器將電流分流到地，從而阻止低頻信號（即直流電）通過
；換huan句ju話hua說shuo，它ta起qi到dao高gao通tong濾lv波bo器qi的de作zuo用yong。相xiang反fan，並bing聯lian電dian容rong器qi會hui在zai高gao頻pin時shi短duan路lu到dao地di
，充chong當dang低di通tong濾lv波bo器qi。然ran而er
，並bing聯lian和he串chuan聯lian方fang向xiang也ye會hui影ying響xiang濾lv波bo器qi的de整zheng體ti阻zu抗kang曲qu線xian，其qi中zhong並bing聯lian元yuan件jian決jue定ding實shi際ji電dian阻zu，串chuan聯lian元yuan件jian則ze決jue定ding串chuan聯lian電dian抗kang。從cong這zhe個ge意yi義yi上shang來lai說shuo
，可ke以yi將jiang阻zu抗kang匹pi配pei視shi為wei對dui電dian阻zu和he電dian抗kang的de單dan獨du平ping衡heng。由you於yu整zheng個ge結jie構gou本ben質zhi上shang類lei似si於yu分fen壓ya器qi，並bing聯lian元yuan件jian相xiang對dui於yu串chuan聯lian元yuan件jian的de排pai列lie方fang式shi取qu決jue於yu信xin號hao源yuan與yu負fu載zai之zhi間jian較jiao大da的de電dian阻zu值zhi，從cong而er達da到dao匹pi配pei的de目mu的de。

L 型網絡阻抗匹配約束

任何濾波器設計都必須在響應帶寬和響應銳度之間找到平衡，這由係統的品質因數來體現。一般而言，L 型網絡濾波器被視為具有低品質因數——tamenzaizaibopinlvfujinxiangduijiaodadedaikuanneiyunxinglianghao，danyouyuxianzhudeguozunitexing
，qixiangyingjiaoweipinghuan。congnengliangjiaodulaikan，meigezhendangzhouqineicunchudenengliangyuhaosandenengliangzhijiandebilvjiaodi
，yinci
，L 型(xing)網(wang)絡(luo)濾(lv)波(bo)器(qi)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)明(ming)顯(xian)的(de)能(neng)量(liang)損(sun)失(shi)，並(bing)且(qie)可(ke)能(neng)會(hui)因(yin)熱(re)損(sun)耗(hao)而(er)影(ying)響(xiang)周(zhou)圍(wei)元(yuan)件(jian)和(he)電(dian)路(lu)板(ban)材(cai)料(liao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。相(xiang)較(jiao)於(yu)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)品(pin)質(zhi)因(yin)數(shu)的(de)三(san)元(yuan)件(jian)和(he)四(si)元(yuan)件(jian)濾(lv)波(bo)器(qi)，L 型網絡無法提供同等的敏銳響應。

鑒於設計的性質，L 型濾波器的品質因數是固定的：在信號源/負載電阻之間，係統中缺乏足夠的變量。因此，品質因數是 L 型濾波器網絡中的固有限製，導致其帶寬/電路響應難以滿足特定應用的需求。設計人員希望確保 L 型xing濾lv波bo器qi的de有you限xian範fan圍wei能neng夠gou合he理li地di滿man足zu電dian路lu的de性xing能neng需xu求qiu。另ling外wai需xu要yao注zhu意yi的de是shi，濾lv波bo器qi去qu除chu多duo餘yu能neng量liang的de方fang式shi可ke能neng有you所suo不bu同tong，具ju體ti方fang法fa的de效xiao果guo通tong常chang取qu決jue於yu拓tuo撲pu結jie構gou：

• 吸收——濾波器與係統設計相匹配，可以吸收任何可能通過係統傳播的雜散電抗。這種方法實現了高通濾波器設計。

• 共振——濾波器生成一個數值相等但符號相反的電抗
，以抵消負載/源的電抗。這種方法實現了低通濾波器設計。

鑒於品質因數的限製，L 型濾波器不同於 T/pi 濾波器，不會對頻率施加固有的限製。在不同拓撲結構下，低通和高通網絡都可以實現。

利用 Cadence 軟件快速設計濾波器

L 型網絡阻抗匹配是一種簡單的濾波器匹配方法，雖然不具備特異性
，但在調諧頻率方麵具有寬帶寬的應用優勢。盡管 L 型濾波器在元件成本和電路板空間方麵具有競爭力

，但由於品質因數的限製
，其應用範圍相較於更廣泛
、更強大的濾波器網絡來說有所局限。為了確保信號完整性，必須仔細校準係統響應；Cadence 的 PCB 設計和分析軟件套件為生產團隊提供了豐富的 ECAD 功能。利用 Allegro X ECAD-MCAD Library Creator，快速創建符合標準的新庫
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