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- 微帶濾波器的設計優化

來源:本站整理 作者:譯名2011年01月26日 10:30
[導讀] 如果一次優化不能滿足設計指標要求,根據情況需要對優化目標、優化變量的取值范圍、優化方法及次數進行適當的調整,經過數次優化后,當CurrentEf的值
關鍵詞:微帶濾波器

  如果一次優化不能滿足設計指標要求,根據情況需要對優化目標、優化變量的取值范圍、優化方法及次數進行適當的調整,經過數次優化后,當CurrentEf的值為0,即為優化結束。

  4)優化完成后必須關掉優化控件,才能觀察仿真的曲線。點擊原理圖工具欄中的按鈕,然后點擊優化控件OPTIM,則控件上打了紅叉表示已經被關掉。要想使控件重新開啟,只需點擊工具欄中的按鈕,然后點擊要開啟的控件,則控件上的紅叉消失,功能也重新恢復了。對于原理圖上其他的部件,如果想使其關閉或開啟,也可以采取同樣的方法。

  5)點擊工具欄中的Simulate按鈕進行仿真,仿真結束后會出現數據顯示窗口。在數據顯示窗口觀察濾波器的S11和S21曲線,其結果與優化結果相同。

  4.5其他參數

  在進行原理圖仿真時,還可以看到濾波器的群時延以及輸入的電壓駐波比等參數。雙擊S參數控件,在其設置窗口的Parameters選項卡中勾上Group delay選項,就會在仿真時計算群時延。把左側工具欄設為Simulation-S_param,并把VSWR控件放置在原理圖中,即可計算輸入駐波比。

  要觀察這兩個參數的曲線,只需在仿真后出現的圖形顯示窗口中添加delay(2,1)及VSWR的曲線即可。當優化完成后,還可以把S參數仿真的頻率范圍加大,看看濾波器的寄生通帶出現在什么頻率上。

  4.6 版圖的生成與仿真

  原理圖的仿真是在完全理想的狀態下進行的,而實際電路板的制作往往和理論有較大的差距,這就需要我們考慮一些干擾、耦合等外界因素的影響。因此需要在ADS中進一步對版圖仿真。

  1) 版圖的生成

  版圖的仿真是采用矩量法直接對電磁場進行計算,其結果比在原理圖中仿真要準確,但是它的計算比較復雜,需要較長的時間,可作為對原理圖設計的驗證。

  ①首先要由原理圖生成版圖,生成版圖前先要把原理圖中用于S參數仿真的兩個Term以及接地去掉,不讓他們出現在生成的版圖中。去掉的方法與前面關掉優化控件的相同,都是使用按鈕,把這些元件打上紅叉。

  ②然后點擊菜單中的Layout -> Generate/Update Layout,彈出一個設置窗口(如圖12.22),直接點OK,又出現一個窗口(如圖12.23),再點OK,完成版圖的生成,這時會打開一個顯示版圖的窗口,里面有剛生成的版圖(如圖12.24) 。

  ③版圖生成后先要設置微帶電路的基本參數(即原理圖中MSUB里的參數),點擊版圖窗口菜單中的Momentum -> Substrate -> Update From Schematic從原理圖中獲得這些參數,點擊Momentum -> Substrate -> Create/Modify可以修改這些參數。

  ④為了進行S參數仿真,需要在濾波器兩側添加兩個端口,點擊工具欄上的Port按鈕,彈出port設置窗口,點擊OK關閉該窗口,在濾波器兩邊要加端口的地方分別點擊添加上兩個port端口。

  2) 版圖的仿真

  ①點擊Momentum -> Simulation -> S-parameter彈出仿真設置窗口,該窗口右側的Sweep Type選擇Adaptive,起止頻率設為與原理圖中相同,采樣點數限制取10 (因為仿真很慢,所以點數不要取得太多)。然后點擊Update按鈕,將設置填入左側列表中,點擊Simulate按鈕開始進行仿真。仿真過程中會出現一個狀態窗口顯示仿真進程。

  

 

  

 

  

 

  ②仿真運算要進行一段時間,仿真結束后將出現數據顯示窗口,觀察S11和S21曲線,性能有不同程度的惡化(如圖12.25),此處S11的值大概為-24dB,S21的值大概為-48dB,基本達到了指標要求。

  

 

  ③如果版圖仿真得到的曲線不滿足指標要求,那么要重新回到原理圖窗口進行優化仿真,產生這種情況的原因是微帶線的寬度取值不合適,可以改變優化變量的初值,也可根據曲線與指標的差別情況適當調整優化目標的參數,重新進行優化。

  ④在返回原理圖重新優化時,要先使剛才打紅上叉的部件恢復有效,然后才能進行優化,之后重復前面所述的過程,直到版圖仿真的結果達到要求為止。

  3) 版圖的制作

  版圖的仿真完成后要根據結果用Protel軟件或是AutoCAD繪制電路版圖,繪制版圖時要注意以下幾點。

  ①所用電路板是普通的雙層板,上層用來繪制電路,下層整個作為接地。

  ②在繪制版圖時受加工工藝的限制,尺寸精度到0.01 mm即可,線寬和縫隙寬度要大于0.2mm

  ③考慮到加工電路板時的側向腐蝕問題,微帶線的寬度和長度要適當增加。

  ④版圖的大小要符合規定尺寸,以便于安裝在測試架上。

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