解析微带滤波器的设计
(Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真 (EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)、数字信号处理仿真设计(DSP);ADS支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计,从简单到复杂,从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC,是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。
1) 版图的生成
版图的仿真是采用矩量法直接对电磁场进行计算,其结果比在原理图中仿真要准确,但是它的计算比较复杂,需要较长的时间,可作为对原理图设计的验证。
①首先要由原理图生成版图,生成版图前先要把原理图中用于S参数仿真的两个Term以及接地去掉,不让他们出现在生成的版图中。去掉的方法与前面关掉优化控件的相同,都是使用按钮,把这些元件打上红叉。
②然后点击菜单中的Layout -> Generate/Update Layout,弹出一个设置窗口(如图12.22),直接点OK,又出现一个窗口(如图12.23),再点OK,完成版图的生成,这时会打开一个显示版图的窗口,里面有刚生成的版图(如图12.24) .
③版图生成后先要设置微带电路的基本参数(即原理图中MSUB里的参数),点击版图窗口菜单中的Momentum -> Substrate -> Update From Schematic从原理图中获得这些参数,点击Momentum -> Substrate -> Create/Modify可以修改这些参数。
④为了进行S参数仿真,需要在滤波器两侧添加两个端口,点击工具栏上的Port按钮,弹出port设置窗口,点击OK关闭该窗口,在滤波器两边要加端口的地方分别点击添加上两个port端口。
2) 版图的仿真
①点击Momentum -> Simulation -> S-parameter弹出仿真设置窗口,该窗口右侧的Sweep Type选择Adaptive,起止频率设为与原理图中相同,采样点数限制取10 (因为仿真很慢,所以点数不要取得太多)。
②仿真运算要进行一段时间,仿真结束后将出现数据显示窗口,观察S11和S21曲线,性能有不同程度的恶化(如图12.25),此处S11的值大概为-24dB,S21的值大概为-48dB,基本达到了指标要求。
③如果版图仿真得到的曲线不满足指标要求,那么要重新回到原理图窗口进行优化仿真,产生这种情况的原因是微带线的宽度取值不合适,可以改变优化变量的初值,也可根据曲线与指标的差别情况适当调整优化目标的参数,重新进行优化。
④在返回原理图重新优化时,要先使刚才打红上叉的部件恢复有效,然后才能进行优化,之后重复前面所述的过程,直到版图仿真的结果达到要求为止。
3) 版图的制作
版图的仿真完成后要根据结果用Protel软件或是AutoCAD绘制电路版图,绘制版图时要注意以下几点。
①所用电路板是普通的双层板,上层用来绘制电路,下层整个作为接地。
②在绘制版图时受加工工艺的限制,尺寸精度到0.01 mm即可,线宽和缝隙宽度要大于0.2mm
③考虑到加工电路板时的侧向腐蚀问题,微带线的宽度和长度要适当增加。
④版图的大小要符合规定尺寸,以便于安装在测试架上。
PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,它较早就在国内开始使用,在国内的普及率也最高,有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它,几乎所有的电子公司都要用到它,许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL.
AutoCAD(Auto Computer Aided Design)是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件,用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具dwg文件格式成为二维绘图的事实标准格式。