实验6滤波器:设计指导、瞬态和矩量法仿真.doc
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1、95实验六、滤波器:设计指导、瞬态和矩量法仿真概概 述述这节将说明在 ADS 中创建滤波器和使用瞬态仿真器的基本操作。设计指导 是用来构建一个集总元件滤波器,矩量法(Momentum)是用来测试微带滤波 器。任任 务务运用设计指导构建一个 200MHz 中频低通集总参数滤波器 构建一个 1.9GHz 射频带通微带滤波器 在微带滤波器中完成瞬态分析 用矩量法(Momentum)仿真微带滤波器 选学DAC(数据通路元件)练习目目 录录1.改变项目,开始运行设计指导 96 2.放入一个 LPF(低通滤波器)Smart 元件并设计滤波器 97 3.1.9GHz 微带带通滤波器 99 4.在微带滤波器中
2、的瞬态分析 101 5.在电路版图(layout)中进行矩量法(Momentum)仿 真104 6.选作:数据通路元件(Data Access Component)的阻抗响 应11096步步 骤骤 1.改变项目开始运行设计指导。改变项目开始运行设计指导。 以下步骤将说明一个设计指导怎样既快速又准确地生产一个滤波器。其方 法与 E-syn 类似,但对期望的响应和拓扑结构有更多的选择和更强的控制。 a进入 ADS 主窗口,然后点击 Fileopen Project。 b如果你被提示保存所有你当前的文档,选择 Yes to All,然后打开你先 前的任务 system_prj。 c新建一名为 fil
3、ter_lpf 的原理图。 d确认该原理图是当前你的屏幕上唯一打开的原理图。现在我们将通过 以下三个步骤开始该过程。 点击命令 DesignGuideFilter。出现对话框后,选择 Filter Control Window 并点击 OK。然后找到 新窗口 Filter DesignGuide。在下一步,你从面板放入一个 smart 元 件之后该窗口将被激活。97在滤波器设计指导控制窗口中点击 Component Palette All 图标 (如 xia 下图所示) 。在你的原理图窗口中会立即出现元件面板。 现在你就可以放入 smart 元件了。2.放入一个放入一个 LPF(低通滤波器)(
4、低通滤波器)Smart 元件并设计滤波器。元件并设计滤波器。 a在即时(prompt)对话框出现后,在 Filter DG(DesignGuide)面板中 选择 low-pass filter DT(dual terminated双终端)并点击 OK。然后 在原理图中放入元件。按 ESC 键来结束命令。b把滤波器设计指导窗口放到原理图旁边,激活后点击 Filter Assistant 标 签栏。如下图所示的操作可将其激活。然后即可进行详细操作了。c在滤波器设计指导窗口(如图所示) ,输入以下三个滤波器的详细特性 参数。 (波纹)Ap(dB)=0.1 (通带)Fp=0.2GHz (阻带)Fs=1
5、.2GHz98d设置好滤波器的响应后,点击 Redraw 看响应曲线的改变,这是一个巴 特沃斯响应为系统的中频输出提供一个集总参数滤波器。e点击 Design 按钮,用以设计滤波器。 f在你的原理图上,Smart 元件具有你所要求滤波器的特性,而且滤波器 电路已经创建好了。进入(push out)DT 元件来检验电路。然后,而 跳回到上层电路(pop out) ,如图所示g进入 Simulation Assistant(仿真辅助)。设置扫描从 0Hz 到 1.3GHz,步 长为 10MHz,然后点击 Simulate 按钮查看结果:一个模版会运行 S 参 数仿真并显示结果。99h检验数据显示。
6、移动 Marker(标记)M1 到 100MHz 处,注意 spec 曲 线(A 到 B)和工作情况表,它会比较输入参数和结果-20dB 阻带 在 800MHz 处,这已经能满足我们的系统要求。i 检验完数据后,使用 ADS 主窗口命令 FileClose all 来保存和关闭所有 的窗口。在后面的课程中我们还将用到这个滤波器。下一步,我们将 构建输入滤波器。3.1.9GHz 微带带通滤波器。微带带通滤波器。 在以下几个步骤,你将运用 ADS 电路仿真器构造和仿真一个耦合微带线 滤波器。其后,你将用它生成版图(layout)并运用矩量法(Momentum)仿真。 这一步只是简要展示在一例子中矩
7、量法(Momentum)是怎样工作的。 a新建一个原理图,命名为 filter_1900. b如右图所示,从 TLines-Microstrip 面板中放入一个 MCFIL。因为两端 元件是对称的(CLin1 和 CLin2) ,通过键入 W、S 和 L 参数(见图示) 或通过第一个耦合节再拷贝它,这样可以省时间。然后,插入一个中 间耦合节(CLin3)并输入它的值。100c在两终端插入端口连接器,如图所示。d从微带面板中,插入 MSUB(substance definition基片定义参数) , 如图所示。如没有其它设置要求,将使用默认的基片参数。注意:在滤波器 S21 响应中滤波器的 S
8、参数仿真(S-21)是作为参考显 示在这里的,此时不需要用 S 参数仿真器来仿真。e在原理图中,点击 FileDesign Parameters.当对话框出现后,选择 ADS 内建带通滤波器符号;SYM_BPF 并点击 OK。101e再次保存设计图以保证所有的设置都保存了。该滤波器将在以下的步 骤中和以后最终的系统设计中使用。4.在微带滤波器中的瞬态分析在微带滤波器中的瞬态分析 a用一个新的名称 filter_trans 保存原理图(filter_1900) 。 b通过删除(deleting)端口连接点修改原理图,如下图所示。 c从 Source-Time Domain(时域源)面板中选取 V
9、tSine 作为输入(确保 接地) 。作瞬态分析时推荐使用时域源。102d在输入和输出端插入一个 50 的电阻,并通过它接地。 e标注 Vin 和 Vout 点(如图) ,电路图应该与下图相似。f从 Simulation-Transient 面板中,调入 Transient simulation controller(瞬 态仿真控制器) ,并如图所示设置 Stop Time(停止时间)的 MaxTimeStep(最大时间步长) 。仿真将从时间 0(默认)开始经过 15 个输入信号周期(8ns)后停止。另外,时间步长将以最高频信号成份的 两倍速率(Nyquist 定律)来取样,此处显示的是第 1
10、5 次皆波。g仿真并在仿真以后,插入一个 Vin 和 Vout 的矩形图,对每条轨迹进行 编辑(Trace( Options) ,然后 Place symbol at data(为数据添加符号) 这将显示发生在仿真中的时间点。103h放大(Zoom) 5ns 后的平面图,把 Markers(标记)放在 Vin 和 Vout 的 峰值处,如图所示。i 写一个方程式(如下图)来计算通过滤波器的延迟:Marker- difference。运用 indep 函数会计算标记之间在 x 轴上的差(独立变量 =time) 。j 插入一个 Marker_vol 的列表并且运用曲线选项(Plot Options
11、)去掉独立数 据(如图) 。其值是程序开始以后通过滤波器的延迟。根据你需要,放 大观察和放置 Marker 的地方,所得值有细微的差别。如下图,通过该 滤波器的延迟是 44ps。104k保存原理图但不要关闭。保存和关闭数据显示。下面将用矩量法 (Momentum)对滤波器仿真。5.在电路版图中进行矩量法在电路版图中进行矩量法(Momentum)仿真仿真 关于矩量法(Momentum)课程备注如果你希望在后面学习矩量法 (Momentum)课程,你可先跳过这一步骤进入下一个实验或选学的 DAC 练习。 a用新的名称 filter_mon 保存 filter_trans。 b通过点击原理图窗口命令
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- 实验 试验 滤波器 设计 指导 指点 指示 瞬态 以及 矩量法 仿真
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