差分低通滤波器设计.ppt

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1、ADS的初级应用介绍2006年10月ADS简介ADS软件全称为AdvancedDesignSystem，是由美国Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真软件，是当今业界最流行的微波射频电路、通信系统、RFIC设计软件；也是国内高校、科研院所和大型IT公司使用最多的软件之一。其功能非常强大，仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿真分析，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非常优秀的微波射频电路、系统信号链路的设计工具。仿真的目的和意义可以提前对模块、方案和系统的性能进行论证

2、，对目标实现的可行性进行分析，从而避免人力和物力资源的浪费，提高效率，节省资源。ADS的主要应用射频和微波电路的设计；通信系统的设计；RFIC设计；DSP设计；向量仿真；仿真中要注意的几个问题1.要有好的软件设计习惯各种文件的命名；电路的布局以及参数的设置和选择；要有合理的设计顺序；仿真中要注意的几个问题（续）2.物理概念要明确，不要在无意义的地方花费时间如按照加工精度，线条太细是不能实现的，追求小数点后N位也是无意义的；注意仿真中使用模型的适用范围，如：小信号模型就不能用来看三阶交调等非线性的曲线，微带仿真的时候，注意L>W，软件的模型才是对的。仿真

3、中要注意的几个问题（续）3.注意如何规划仿真，才能尽快得到需要的电路按照先局部后整体的优化原则，切忌直接全局优化，最好能够预先计算设置优化元件的初值；注意仿真数值的稳定性；养成不明的白就看help的习惯；ADS的使用—软件的启动在开始菜单选择图标，运行后界面如下：ADS软件的启动启动ADS进入如下界面创建新的工程文件创建新的工程文件并命名在下面的下拉菜单中设置长度单位为毫米创建新的工程文件（续）工程文件创建完毕后主窗口变为下图所示创建新的工程文件（续）同时原理图设计窗口打开差分低通滤波器的设计下图是一个差分低通滤波器的等效电路，其由六个电感和四个电容的

4、对称结构组成。我们以这种结构的滤波器为例，介绍一下设计的过程。等效电路差分低通滤波器的设计（续）设计指标：通带DC－40MHz，带内衰减小于0.2dB，起伏小于0.1dB，80MHz以上衰减大于50dB，端口输入的电压驻波比小于1.5。在进行设计时，主要是以滤波器的S参数作为优化目标进行优化仿真。S21是传输参数，滤波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21随频率变化曲线的形状上。S11参数是输入、输出端口的电压驻波比。如果电压驻波比过大，就会导致反射损耗增大。生成滤波器的原理图在原理图设计窗口中选择集总元件的工具栏窗口左侧的工具栏变为右图所示

5、在工具栏中分别选择电感和电容分别放置在绘图区中。选择画线工具将电路连接好，连接好后的电路见下页图生成滤波器的原理图（续）生成滤波器的原理图（续）为了仿真差分滤波器，我们需要把输入输出端口由平衡模式转换为不平衡模式，在这里放入一个变比为1：1的RF变压器。在元件模型列表窗口选择Simulation-S_Param的工具栏，在该项面板中选择S-parameter模拟控制器，端口Term和电压驻波控件VSWR放置到绘图区中。放入，选择画线工具将电路连接好后的电路见下页图。生成滤波器的原理图（续）S参数仿真电路设置双击S参数扫描控件，并设置扫描的频率范围和步长

6、，频率范围根据滤波器的指标确定。设置好后单击OK。优化参数的设置在原理图中我们把电感L1、L2、L5、L6赋值为150nH，L3、L4赋值为180nH。双击电容器C1，击活调节/优化按钮。优化参数的设置（续）选择优化选项，使优化状态处于激活，输入优化的最小、最大值。采用同样的方法使C2、C3、C4也处于优化激活状态。优化目标的设置在原理图设计窗口中选择优化工具栏选择优化设置控件放置在原理图中，双击该控件设置优化方法及优化次数为200。常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。随机法通常用于大范围搜索，梯度法则用于局部收敛优化目标

7、的设置（续）选择优化目标控件Goal放置在原理图中，双击该控件设置其参数。Expr是优化目标名称，其中dB(S(2,1))表示以dB为单位的S21参数的值。SimlnstanceName是仿真控件名称，这里选择SP1Min和Max是优化目标的最小与最大值。Weight是指优化目标的权重。RangeVar[1]是优化目标所依赖的变量，这里为频率freq。RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述变量的变化范围。优化目标的设置（续）优化目标的设置（续）这里总共设置了三个优化目标，前二个的优化参数都是S21，用来设定滤波器的通带和阻带的频率范围及衰

8、减情况(这里要求通带衰减小于0.2dB，阻带衰减大于50dB)，最后一个的优化参数是S11，用