2) 原理圖仿真
單擊工具欄上的simulate按鈕或是點擊simulate→simulate,當仿真結束后,系統會自動彈出一個數據顯示窗口,在數據顯示窗口中插入一個S21參數的矩形圖,再點擊maker→New,可在圖中加一標記,如圖12.15所示。從圖中可以看出,S21參數曲線是一個低通濾波器的形狀,但是與設計指標的要求還有一定的差距。以同樣的方式插入一個S11參數的矩形圖,加上一個Marker點,如圖12.16所示。從圖中可以看出,S11在通帶內基本滿足工程設計的要求,但是還有待于進一步改善,使端口的反射系數更小。
通過仿真我們可以看出,濾波器的參數指標還不滿足要求,這就需要我們通過優化仿真來使濾波器的參數滿足設計的要求,下面就來介紹關于電路優化方面的內容。
4.4優化電路參數
由于濾波器的參數并未達到指標要求,因此需要優化電路參數,使之達到設計要求。優化電路參數的具體步驟如下:
1) 在原理圖設計窗口中選擇優化面板列表optim/stat/Yield/DOE,在列表中選擇優化控件optim,雙擊該控件設置優化方法和優化次數,常用的優化方法有Random(隨機)、Gradient(梯度)等。隨機法通常用于大范圍搜索,梯度法則用于局部收斂。設置完成的控件如圖12.17所示。
2)在優化面板列表中選擇優化目標控件Goal放置在原理圖中,雙擊該控件設置其參數,如圖12.18所示。
Expr是優化目標名稱,其中dB(S(2,1))表示以dB為單位的S21參數的值。
SimlnstanceName是仿真控件名稱,這里選擇SP1
Min和Max是優化目標的最小與最大值。
Weight是指優化目標的權重。
RangeVar[1]是優化目標所依賴的變量,這里為頻率freq。
RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述變量的變化范圍。
這里總共設置了三個優化目標,前二個的優化參數都是S21,用來設定濾波器的通帶和阻帶的頻率范圍及衰減情況,最后一個的優化參數是S11,用來設定通帶內的反射系數(這里要求小于-25dB),具體如圖12.19所示。由于原理圖仿真和實際情況會有一定的偏差,在設定優化參數時,可以適當增加通帶寬度。對于其它的參數,也可以根據優化的結果進行一定的調整。
3)設置完優化目標后把原理圖存儲一下,然后點擊工具欄中的Simulate按鈕開始進行優化仿真。在優化過程中會打開一個狀態窗口顯示優化的結果(如圖12.20),其中的CurrentEF表示與優化目標的偏差,數值越小表示越接近優化目標,0表示達到了優化目標,下面還列出了各優化變量的值,當優化結束時還會打開數據顯示窗口。在數據顯示窗口中我們可以觀察S11參數和S21參數,如圖12.21所示。從圖中可以看出,濾波器的S11參數和S21參數滿足設計要求。
需要注意的是在一次優化完成后,要點擊原理圖窗口菜單中的Simulate -> Update Optimization Values保存優化后的變量值(在VAR控件上可以看到變量的當前值),否則優化后的值將不保存。
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