带阻滤波器的设计与仿真(DOC)

合集下载

LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)

LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)
1.3.2 国内外投入滤波器产业概况................................6
1.3.3 滤波器的前景....................................................7
1.3.4几种新型滤波器介绍..........................................8
●阻带滤波器:它的阻带限定在两个有限频率ƒ1与ƒ2之间,阻带两侧都有通带。
1.1.2 滤波器的种类
根据使用的波段和元件的不同,滤波器有很多种类,而且随着技术的发展,种类还在不断增加。总的来说,滤波器可分为两大类:无源滤波器和有源滤波器。
在无源滤波器中,所使用的是无源元件。他们在个体或组合的情况下,能够把一种形式的能量变换为另一种形式,并重新变回到原来的形式,换言之,它们必须是谐振性的。例如,在一个LC谐振电路中,在电容器的电场和电感线圈的磁场之间不断发生着能量的反复交换。因此,如果两个不同储能装置当相互偶合时,能够以很小的损耗实现能量的交换,它们就可以被利用为滤波器元件。
结束语.................................................................................43
致谢....................................................................................45
摘要
随着电子信息的发展,滤波器作为信号处理的不可缺少的部分,也得到了迅速的发展。LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分,它的应用相当的广泛。因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。

(完整word版)巴特沃斯带阻数字滤波器设计matlab程序及仿真图 - 副本

(完整word版)巴特沃斯带阻数字滤波器设计matlab程序及仿真图 - 副本

fs=15000;T= 1/fs;rp=1;rs=40;wp1=0.11*pi;wp2=0.81*pi;ws1=0.31*pi;ws2=0.61*pi;%数字带阻滤波器技术指标wc1=(2/T)*tan(wp1/2);%频率预畸变wc2=(2/T)*tan(wp2/2);wr1=(2/T)*tan(ws1/2);wr2=(2/T)*tan(ws2/2);w0=sqrt(wc1*wc2);B=wc2-wc1;wp=1;%归一化通带截止频率ws=wp*(wr1*B) / (w0^2-wr1^2) ; %归一化阻带截止频率[N,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s')%求滤波器阶数和3dB截止频率[Z,P,K]=buttap(N)%设计模拟低通滤波器[Md,Nd]=zp2tf(Z,P,K)%将零极点形式转换为传输函数形式[M,N]=lp2bs(Md,Nd,w0,B)%对低通滤波器进行频率变换,转换为带阻滤波器[h,w]=freqs(M,N);%模拟带阻滤波器的幅频响应plot(w/(2*pi),abs(h));grid;xlabel('频率Hz');ylabel('幅度');title('模拟带阻滤波器');[b,a]=bilinear(M,N,15000)%对模拟滤波器双线性变换figure(1);freqz(b,a);[H,W]=freqz(b,a); %绘出频率响应;axis([0,1,-100,20]);figure(2);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));grid on;xlabel('频率/Hz');ylabel('幅值');n=0:199;t=n/fs;x=sin(2*pi*400*t)+3*sin(2*pi*3000*t)+2*sin(2*pi*5000*t);figure(3);subplot(311);plot(t,x);axis([0,0.01,-5,5]);title('输入信号');grid on;y=filter(b,a,x);subplot(312);stem(y,'.');title('输出序列');grid on;ya=y*sinc(fs*(ones(length(n),1)*t-(n/fs)'*ones(1,length(t))));subplot(313);plot(t,ya);axis([0,0.01,-3,3]);title('输出波形');grid on;t=(0:100)/fs;figure(4)fs=1.5*10000;n=(0:100)/fs;f=sin(2*pi*400*t)+3*sin(2*pi*3000*t)+2*sin(2*pi*5000*t);y=fftfilt(b,x);[H1,f1]=freqz(f,[1]);[H2,f2]=freqz(y,[1]);f1=f1/pi*fs/2;f2=f2/pi*fs/2;subplot(2,1,1);plot(f1,abs(H1));title('输入信号的频谱');subplot(2,1,2);plot(f2,abs(H2));title('输出信号的频谱');基于Matlab 的带阻滤波器设计.10.20.30.40.50.60.70.80.91-800-600-400-2000N o r m a l i z e d Fre q u⨯π r a d /s a m p l e Ph a se(d e g r e e s )00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-50N o r m a l i z e d Fr e q u⨯π r a d /s a m p l e M a g n i tu d e1000200030004000500060007000800000.20.40.60.811.21.4频率/Hz幅值00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-505输入信号020406080100120140160180200-22输出序列0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-202输出波形01000200030004000500060007000800050100150200输入信号的频谱010002000300040005000600070008000102030输出信号的频谱N =4wc =1.7947b =0.0186 -0.0410 0.1082 -0.1355 0.1810 -0.1355 0.1082 -0.0410 0.0186a =1.0000 -0.6707 -1.3750 0.5678 1.1964 -0.2996 -0.4631 0.0496 0.0762>。

二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真

二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真

湖南人文科技学院毕业设计二阶RC有源滤波器的设计报告滤波器是一种能够使有用频率信号通过,而同时抑制(或衰减)无用频率信号的电子电路或装置,在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。

有源滤波器是由集成运放、R、C组成,其开环电压增益和输入阻抗都很高,输出阻抗又低,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用,但因受运算放大器频率限制,这种滤波器主要用于低频范围。

设计几种典型的二阶有源滤波电路:二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器,研究和设计其电路结构、传递函数,并对有关参数进行计算,再利用multisim 软件进行仿真,组装和调试各种有源滤波器,探究其幅频特性。

经过仿真和调试,本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符,通频带的频率响应曲线平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零,衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。

1965年单片集成运算放大器的问世,为有源滤波器开辟了广阔的前景;70年代初期,有源滤波器发展引人注目,1978年单片RC有源滤波器问世,为滤波器集成迈进了可喜的一步。

由于运放的增益和相移均为频率的函数,这就限制了RC有源滤波器的频率范围,一般工作频率为20kHz左右,经过补偿后,工作频率也限制在100kHz以内。

1974年产生了更高频的RC有源滤波器,使工作频率可达GB/4(GB为运放增益与带宽之积)。

由于R的存在,给集成工艺造成困难,于是又出现了有源C滤波器:就是滤波器由C和运放组成。

这样容易集成,更重要的是提高了滤波器的精度,因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比,与电容绝对值无关。

由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器,体积小,Q值可达1000,克服了RLC无源滤波器体积大,Q值小的缺点。

但它仍有许多课题有待进一步研究:理想运放与实际特性的偏差的研究;由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进,单片集成有待进一步研究;应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索;元件的绝对值容差的存在,影响滤波器精度和性能等问题仍未解决;由于R存在,集成占芯片面积大,电阻误差大(20%~30%),线性度差等缺点,使大规模集成仍然有困难。

带阻滤波器设计与仿真

带阻滤波器设计与仿真

《电磁场与微波技术》课程设计报告课题:带阻滤波器设计与仿真专业:班级:组别: 姓名:学号:指导老师:设计时间: 2012-6-4目录1.设计要求.............................................................. - 2 - 2.微带短截线带阻滤波器的理论分析.. (2)3. 设计步骤 (4)3.1带阻滤波器的原理图设计 (4)3.2带阻滤波器的仿真及优化 (6)3.2.1 s参数设置 (6)3.2.2 对微带短截带阻滤波器进行初步仿真,得到初步仿真波形如下图。

(6)3.2.3 带阻滤波器的优化 (6)3.2.4 带阻滤波器版图生成与仿真 (7)4.心得体会 (8)5 参考文献 (8)带阻滤波器的设计与仿真1.设计要求1.1 设计题目:带阻滤波器的设计与仿真。

1.2 设计方式:分组课外利用ads软件进行设计。

1.3 设计时间:第一周至第十七周。

1.4 参数要求:中心频率:2.4GHz相对带宽:9%带内波纹:<0.2dB阻带衰减>25dB输入输出阻抗:50Ω在频率2.2GHz和2.6GHz处,衰减<3dB2.微带短截线带阻滤波器的理论分析当频率不高时,滤波器主要是由集总元件电感和电容构成,但当频率高于500Mz时,滤波器通常由分布参数元件构成,这是由于两个原因造成的,其一是频率高时电感和电容应选的元件值小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元件;其二是此时工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应。

我们这次设计采用短截线方法,将集总元件滤波器变换为分布参数滤波器,其中理查德变换用于将集总元件变换为传输段,科洛达规则可以将各滤波器元件分隔。

2.1 理查德变换通过理查德变换,可以将集总元件的电感和电容用一段终端短路和终端开路的传输线等效。

终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性,利用传输线的这一特性,可以实现集总元件到分布参数元件的变换。

滤波器设计与仿真考核试卷

滤波器设计与仿真考核试卷
A.巴特沃斯滤波器
B.切比雪夫滤波器
C.椭圆滤波器
D.低通滤波器
11.模拟滤波器的实现方式包括以下哪些?()
A.无源RC滤波器
B.有源运放滤波器
C.数字滤波器
D.软件滤波器
12.数字滤波器的设计方法包括以下哪些?()
A.窗函数法
B.频率采样法
C.最小二乘法
D.模拟滤波器原型法
13.以下哪些因素影响滤波器的实际应用性能?()
3. IIR滤波器具有递归结构,输出与输入及过去输出有关,频率响应具有非线性相位特性。FIR滤波器不具有递归结构,输出仅与当前和过去输入有关,频率响应具有线性相位特性。
4.对于一个实际信号处理应用,选择低通滤波器,截止频率为1kHz,阶数为4。选择依据是应用需要去除高频噪声,同时保持信号的基本特征。滤波器在该应用中起到降噪和信号整形的作用。
滤波器设计与仿真考核试卷
考生姓名:__________答题日期:__________得分:__________判卷人:__________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.以下哪种滤波器属于无源滤波器?()
A.数字滤波器
B.模拟滤波器
8. ABC
9. ABCD
10. BC
11. AB
12. ABCD
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABCD
17. ABCD
18. A
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.指数状
2.带阻
3.幅度响应
4.输出
5.切比雪夫
6.模拟数字ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

毕业设计LC带通滤波器的设计与仿真设计

毕业设计LC带通滤波器的设计与仿真设计

毕业设计LC带通滤波器的设计与仿真设计引言:滤波器是电子电路中非常重要的一个部分,它可以对输入信号进行频率选择性的处理。

而LC带通滤波器是一种常见的滤波器,它能够选择特定的频带通过,达到滤波的目的。

本文将介绍LC带通滤波器的设计和仿真,并带有实际案例进行说明。

设计目标:设计一个LC带通滤波器,达到对输入信号的特定频率带进行增强或抑制的效果。

设计的滤波器需要满足以下要求:1.通带范围:10kHz-20kHz2.阻带范围:0-5kHz和25kHz-正无穷大3.通带衰减:小于3dB4.阻带衰减:大于40dB设计步骤:1.确定滤波器的类型和拓扑结构。

对于LC带通滤波器,常用的拓扑结构有L型和π型两种。

本文选择π型结构进行设计。

2.根据设计要求,计算滤波器的理论参数。

计算中需要考虑到通带范围、阻带要求和通带衰减等因素。

3.根据计算结果,选择合适的电感和电容值。

4.绘制原理图,并进行仿真。

使用专业的电子设计自动化(EDA)软件进行仿真,如SPICE仿真软件。

5.优化滤波器的性能。

根据仿真结果进行进一步调整,优化滤波器的通带范围和衰减性能。

仿真设计案例:选取一个实例进行LC带通滤波器的设计和仿真。

示例要求:通带范围:12kHz-18kHz阻带范围:0-10kHz和20kHz-正无穷大通带衰减:小于2dB阻带衰减:大于50dB设计步骤:1.选择π型结构,选取合适的电感和电容值。

2.计算得到电感值为L=100μH,电容值为C1=22nF和C2=47nF。

3.绘制原理图,并进行SPICE仿真。

4.仿真结果显示,滤波器在通带范围内的衰减小于2dB,在阻带范围内的衰减高于50dB。

5.进行微调和优化,根据需要调整电感和电容值,以获得更理想的滤波器性能。

结论:通过设计和仿真,成功地完成了LC带通滤波器的设计过程。

根据示例结果,可见所设计的滤波器在设计要求范围内达到了优良的滤波效果。

这个设计过程可以用于其他LC带通滤波器的设计,只需根据实际要求进行参数选择和优化。

带阻滤波器的设计和优化

带阻滤波器的设计和优化

带阻滤波器的设计和优化在电子工程领域中,滤波器是一种用于滤除或增强信号特定频率成分的电路。

而带阻滤波器,也被称为陷波滤波器或Notch滤波器,是一种特殊类型的滤波器,其主要功能是抑制特定频率上的信号,同时允许其他频率通过。

带阻滤波器的设计和优化是电子工程师和信号处理专家经常面临的挑战之一。

本文将从基本原理、设计流程以及参数优化等方面,介绍带阻滤波器的设计和优化方法。

一、基本原理带阻滤波器的基本原理是通过在特定频率上引入一个深的谐振,以抵消或降低该频率上的信号。

其频率响应通常由两个极点和一个零点确定。

1. 极点(Pole):极点是指频率响应曲线上的特定点,其附近发生振荡或深谐振。

在带阻滤波器中,极点的数量与滤波器的阶数相关,通常使用二阶或四阶滤波器。

2. 零点(Zero):零点是指频率响应曲线上的特定点,在该点附近信号损失或抑制最大。

在带阻滤波器中,零点的数量也与滤波器的阶数相关。

根据极点和零点的位置以及滤波器的阶数,可以确定带阻滤波器的频率响应和衰减特性。

接下来,我们将介绍带阻滤波器的设计流程。

二、设计流程带阻滤波器的设计流程包括确定滤波器类型、计算参数值、选择合适的滤波器拓扑结构和优化参数。

1. 确定滤波器类型:根据实际需求和频率特性,确定所需的带阻滤波器类型。

常见的带阻滤波器包括无源RC带阻滤波器、有源RC带阻滤波器、Sallen-Key带阻滤波器等。

2. 计算参数值:根据所选滤波器类型和特定频率要求,计算滤波器参数的数值。

这些参数包括阻抗、电容值、电感值等。

通过合理选择参数值,可以实现所需的带阻特性。

3. 选择合适的滤波器拓扑结构:根据参数值和电路复杂度要求,选择合适的滤波器拓扑结构。

常见的带阻滤波器拓扑有多级滤波器、双T型滤波器、有源滤波器等。

合适的拓扑结构可以提高滤波器的性能和稳定性。

4. 优化参数:通过调整滤波器的参数值,如改变电阻、电容或电感数值,来优化带阻滤波器的频率响应和衰减特性。

RC有源低通与带阻滤波器(仿真)教程

RC有源低通与带阻滤波器(仿真)教程

通、带通或带阻滤波器,并确定滤波器的具体形 式。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应 的放大器。
3. 实验内容与步骤
(1) 一阶有源低通滤波电路 一阶有源低通滤波电路如图5.1所示。操作步骤如下: ① 启动EWB/Multisim,输入并保存图5.1所示电路。 ② 测试准备:输入幅度1V、1kHz的正弦波,运行电 路,用示波器观察us、uo的波形,以确保电路正常工 作。
实验五
RC有源低通与带阻滤波器(仿真)
1. 实验目的
(1) 掌握滤波电路频率特性的测量方法和主要参 数的调整方法; (2) 了解频率特性对信号传输的影响,了解滤波 电路的应用; (3) 巩固有源滤波电路的理论知识,加深理解滤 波电路的作用。
2. 实验电路与说明
有源滤波器是一种重要的信号处理噪声信号,达到选频和提高信噪比的目的。实际使用 时,应根据具体情况选择低通、高
RP2/k
Ω 9.1 9.1
C/nF 2.2 22
RP1/k
Ω 100 100
测量值 理论值 测量值 理论值
9.1 5
2.2 2.2
50 100
观察相频特性:用波特图仪观察相频特性,参数 设置参考值为:特性测量选择“Phase”,Vertical 坐标类型选择“Lin”,其坐标范围选择起点I为 “0°”、终点F为“-90°”,Horizontal坐标类 型选择“Log”,其坐标范围选择起点I为“0.1Hz”、 终点F为“10MHz”。 ④ 观察低通滤波电路对信号传输的影响:输入幅 度为1V的正弦波,观察并比较信号频率分别为1kHz 和10kHz时输出电压uo波形形状、大小的变化。将参 数恢复为图5.1所示,进行观察比较,然后将输入波 形改成方波,再进行观察比较,并定性记录波形。 ⑤ 设计一个低频增益Auf为10dB、截止频率fH为 1kHz的低通滤波电路。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

带阻滤波器的设计与仿真摘要:本文利用ADS设计了一个带阻滤波器,预期目标是满足中心频率为6GHz,相对带宽为9%,带内波纹小于0.2dB,阻带衰减大于25dB,在频率5.5GHz和6.5GHz处,衰减小于3dB,输入输出阻抗为50Ω。

设计完成对其进行优化,结果证明,优化之后,带阻滤波器的的各项参数更加符合预期的要求。

关键字:ADS;带阻滤波器;优化The Design And Simulation Of Bandstop FilterAbstract: this paper ADS design a band elimination filter, anticipated goal is to meet the center frequency for 6 GHz, relative bandwidth for 9%, less than 0.2 dB with inner ripple, stop-band attenuation more than 25 dB, 5.5 GHz in frequency and 6.5 GHz place, less than 3 dB attenuation, input/output impedance for 50 Ω. Design completed the optimization results show, after optimization, with the parameters of the stop filter more in line with the requirements of the expected.Key Words: ADS;Bandstop filter; optimization一、引言带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带通滤波器的概念相对。

要想得到带阻滤波器,只需将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器,再将两个电路的输出电压求和,就可以实现。

从这个概念,本文利用理查德变换和科洛达规则的原理进行设计。

二、微带短截线带阻滤波器的理论基础当频率不高时,滤波器主要是由集总元件电感和电容构成,但当频率高500Mz 时,滤波器通常由分布参数元件构成,这是由于两个原因造成的,其一是频率高时电感和电容应选的元件值小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元件;其二是此时工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应。

我们这次设计采用短截线方法,将集总元件滤波器变换为分布参数滤波器,其中理查德变换用于将集总元件变换为传输段,科洛达规则可以将各滤波器元件分隔。

1.理查德变换通过理查德变换,可以将集总元件的电感和电容用一段终端短路和终端开路的传输线等效。

终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性,利用传输线的这一特性,可以实现集总元件到分布参数元件的变换。

在传输线理论中,终端短路传输线的输入阻抗为:Zin=jZ 0tanβl=jZ 0tanθ (1) 式中θ =βl=λπ2l (2)当传输线的长度l=λ0/8时θ=λπ280λ=4π0f f (3) 将式(3)代入式(1),可以得到Z 0=jX L =jZ 0tan(4πν) (4) 式中ν=f f (5) 称为归一化频率。

终端短路的一段传输线可以等效为集总元件电感,等效关系为 jX L =jωL=jZ 0tan(4πν) =SZ 0 (6) 式中S=jtan(4πν) (7) 称为理查德变换。

同样,终端开路的一段传输线可以等效为集总元件的电容。

终端开路传输线的输入导纳为jBC=jωC=jY 0tan(4πν)=SY 0 (8)式中S = jtan(4πν)为理查德变换。

前面将电感和电容用一段传输线等效时,传输线的长度选择为t=λ/8,这样的选择有个好处,因为点f =f 0时,有S=jtan(4π0f f )=jl (9)这适合将集总元件低通滤波器原型转换为由传输线构成的低通滤波器,这时低通滤波器原型的电感值与终端短路传输线的归一化特性阻抗值相等,低通滤波器原型的电容值与终端开路传输线的归一化特性导纳值相等。

当传输线的长度t=λ/4时,这种选择适合将集总元件低通滤波器原型转换为由传输线构成的带阻滤波器。

所以我们在做设计时用的传输线的长度为t=λ/4。

2.科洛达规则科洛达规则是利用附加的传输线段,得到在实际上更容易实现的滤波器。

利用科洛达规则既可以将串联短截线变换为并联短截线,又可以将短截线在物理上分开。

附加的传输线段称为单位元件。

3.ADS 简介ADS(Advanced Design System)电子设计自动化软件为美国Agilent Technologies 公司的产品,该软件的功能包含时域电路模拟(SPICE-like Simulation)、频域电路模拟(Harmonic Balance Linear Analysis)、电磁模拟(EM Simulation)、通信系统模拟(Communication SystemSimulation)、数字信号处理设计(DSP)等。

此外和多家芯片厂商合作建立ADS Design Kit及Model File 供设计人员使用。

使用者可以利用Design Kit及软件模拟功能进行通信系统的设计、规划与评估,以及MMIC/RFIC、类比与数位电路设计。

除上述的设计模拟功能外,ADS也提供辅助设计功能,Design Guide是以范例及指令如方式示范电路或系统的设计规划流程,而Simulation Wizard是以步骤式界面进行电路设计与分析。

ADS还能提供与其他设计模拟软件(如SPICE、Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的NC-Verilog、Mathworks的MATLAB等)做Co-Simulation,加上丰富的元件/应用模型库及量测/验证仪器间的连接功能,将增加电路与系统设计的方便性、速度与精确性。

它提供优秀的频率模式和混合模式电路仿真器,可以模拟整个通信信号通路,完成从电路到系统的各级仿真。

它把广泛的经过验证的射频、混合信号和电磁设计工具集成到一个灵活的环境中。

ADS采用自顶至底的设计和自底至顶的验证方法,将系统设计和验证时间降到最少。

它具有DSP、RF和EM协同仿真能力,从而能在系统级设计中高效率地分配和优化系统性能。

完成系统建模后,就可用实际RE和DSP电路设计替代行为模型,评估它们对性能的影响。

当任何一级仿真结果不理想时,都必须回到原理图中重新进行优化,并再次进行仿真,直到仿真结果满意为止,这样可以保证实际电路与仿真电路的一致性。

ADS可以为电路设计者提供进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计的仿真分析方法,其提供的仿真分析方法大致可以分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真。

三、设计带阻滤波器1.各项参数设置(1)设置微带线参数。

在【Microstrip Substrate】对话框中进行设置,设置好后在原理图中有:图1 MSUB参数(2)在微带线元件面板上,选择一个微带线MLIN,插入原理图的画图区。

图2 MLIN参数(3)在画图区中选中微带线MLIN,再选择【tools】调出【LineCalc】计算窗口如图:图3 【LineCalc】计算窗口(4)在【LineCalc】计算窗口,设置:将频率Freq设置为6GHz将微带线的特性阻抗设置为70.7Ohm将微带线的长度相移设置为90度点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W=1.458mm和微带线的长度L=8.547mm。

(5)在【LineCalc】计算窗口,继续计算将频率Freq设置为6GHz将微带线的特性阻抗设置为50Ohm(6)点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W=2.647mm(7)在【LineCalc】计算窗口,设置:将频率Freq设置为6GHz将微带线的特性阻抗设置为170.7将微带线的长度相移设置为90度点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W=0.093mm和微带线的长度L=9.133mm。

(8)在【LineCalc】计算窗口,继续计算将频率Freq设置为6GHz将微带线的特性阻抗设置为60.4Ohm将微带线的长度相移设置为90度点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W=1.940mm和微带线的长度L=8.455mm。

(9)通过上述计算得到的数据,是微带短截线带阻滤波器的尺寸。

2.设计原理图(1)保留前面设置的微带线参数,删除原理图中的一个微带线MLIN。

(2)在原理图的元件面板列表上,选择微带线【Tlines-Microstrip】元件面板上出现与微带线对应的元件图标。

在微带线元件面板上,选择微带线MLIN,4次插入到原理图中,并做如下设置:图4 MLIN参数(3)在微带线元件面板选择微带线的T形结MTEE,3次插入到原理图中,并做如下设置:图5 MTEE参数(4)在微带线元件面板,选择终端开路的微带线MLOC,3次插入原理图中,并做如下设置:图6终端开路的微带线MLOC参数(5)在S参数仿真元件面板上,选择负载终端Term,2次插入原理图中,并让两个负载均接地。

(6)应用连接工具,将MTEE,MLOC,Term和MLIN相连如下图:图7 原理图3.原理图仿真(1)对微带短截线带阻滤波器的原理图仿真,数据显示,结果如下:图8仿真结果(2)对比设计指标发现此设计在多个方面存在不足,如:中心频率没有正好落在6GHz,M1和M2点的衰减又过大4.优化设计过程(1)由于图中曲线不满足技术指标,需要调整原理图,下面采用优化方法调整原理图。

在优化仿真之前,先设置变量,然后再添加优化控件和目标控件。

(2修改S参数仿真控件中微带线段的取值方式,将微带线段导体带的宽度W 设置为变量。

再对原理图中TL2和TL3进行设置如下:TL2的导体宽度设置为W=x1mmTL3的导体宽度设置为W=x1mm(3)设置T形结Tee1,Tee2,Tee3如下(单位mm):Tee1设置为W1=2.647 W2=x1 W3=x2Tee2设置为W1=x1 W2=x1 W3=x3Tee3设置为W1=x1 W2=x2.647 W3=x2(4)设置终端开路的微带线MLOC如下:微带线TL5的宽度设置为W=x2mm微带线TL6的宽度设置为W=x3mm微带线TL7的宽度设置为W=x2mm(5)在原理图的工具栏,选择变量【var】按钮,插入原理图中,双击V AR,打开【Variables and Equations】对话框,在对话框中分别对x1,x2,x3进行设置其结果如下:图9 V AR参数(6)在原理图的元件面板列表上,选择优化元件【Optim/Stat./yield/DOE】项,在优化的元件面板上,选择优化控件Optim插入原理图的画图区,并选择目标控件Goal插入原理图的画图区,共4个。

相关文档
最新文档