ADS第五次教学：常用滤波器设计、低噪放的原理图版图联合仿真
ADS设计低噪声放大器的详细步骤课件PPT
ADS软件基本操作
01
创建新工程
通过菜单栏或工具栏选择“文件”->“新建”->“工程”，命名并选
择工程保存位置。
02 03
创建电路图
在工程浏览器中右键单击“Circuit Design”文件夹，选择“New”>“Circuit Design”，命名并选择保存位置。在电路图编辑器中绘制 电路图，使用元件库添加元件符号，并连接电路。
菜单栏包含文件、编辑、视图、仿真 等常用命令。
工具栏提供了常用命令的快捷方式， 方便用户快速执行操作。
工程浏览器用于管理工程文件和电路 元件，方便用户组织和查找相关资源。
电路图编辑器用于绘制和编辑电路图， 支持多种元件符号和连线方式。
仿真结果显示窗口用于显示仿真结果 和分析数据，支持多种图表和报告输 出。
03 低噪声放大器设计基础
低噪声放大器概述
01
低噪声放大器是一种电子器件， 用于放大微弱信号，通常用于接 收机前端，提高信号的信噪比。
02
低噪声放大器通常采用晶体管作 为放大元件，通过合理的设计和 匹配电路，实现低噪声、高线性 度和宽频带放大。
低噪声放大器设计原理
01
02
03
04
低噪声放大器设计主要关注噪 声系数、增益和线性度等性能
设置仿真参数
在仿真结果显示窗口中设置仿真参数，如仿真类型、扫描参数、收敛方 法等。
ADS软件基本操作
运行仿真
点击仿真结果显示窗口中的 “Simulate”按钮，开始运行仿真 。仿真完成后，结果将显示在仿真结 果显示窗口中。
分析仿真结果
可以使用仿真结果显示窗口中的图表 和报告工具对仿真结果进行分析和评 估。根据需要调整电路参数或重新进 行仿真，以达到最佳性能。
《ADS设计滤波器》课件
重新仿真
进行二次仿真以验证调整后的电 路性能ຫໍສະໝຸດ ADS设计滤波器的注意事项
元器件的选择要合理
根据设计需求选择适合的元器件
仿真设置要正确
准确设置仿真参数，以获取准确的仿真结 果
连接要准确
确保元器件之间的连接正确无误
调整参数要谨慎
在调整元器件参数时要小心谨慎，避免影 响整体电路性能
ADS设计滤波器的示例
2 高通滤波器 4 带阻滤波器
ADS设计滤波器的流程
1
新建Schematic
创建电路原理图
选择合适的元器件
2
根据设计需求选择合适的电子元
器件
3
连接元器件
将元器件正确连接成电路
添加控制器和仿真设置
4
配置控制器以及设置仿真参数
5
进行仿真
运行仿真并观察电路性能
调整元器件参数
6
根据仿真结果调整元器件参数
7
低通滤波器的设计
设计一个低通滤波器来滤除 高频噪声
带通滤波器的设计
设计一个带通滤波器来提取 特定频率范围内的信号
带阻滤波器的设计
设计一个带阻滤波器来抑制 特定频率范围内的信号
总结
1 ADS是RF、微波电路设计的重要工具 2 滤波器在通信、雷达等领域有广泛应用 3 ADS设计滤波器要注意元器件的选择和仿真设置的正确处理
《ADS设计滤波器》PPT 课件
# ADS设计滤波器
什么是ADS？
ADS是高级设计系统（Advanced Design System）的简称，用于RF、微波电路的 设计和仿真。
滤波器的作用
1 抑制不需要的信号，保留有用信号 2 在通信、雷达等领域有广泛应用
ADS低通滤波器设计PPT课件
滤波器原理图设计-----画微带线原理图
MLIN选项在左边Palette的TLines-Microstrip中
滤波器原理图设计-----电路参数设置
添加MSUB控件，双击添加参数 H:基板厚度(1.58mm) Er:基板相对介电常数(4.2) Mur:相对磁导率(1) Coud:金属电导率(5.88e7) Hu:封装高度(1.0e33mm) T:金属层厚度(0.035mm) TanD:损耗角正切(0.02) Rough:表面粗糙度(0mm)
滤波器原理图设计-----最终电路图
滤波器原理图设计-----优化仿真
点击优化图标 ，进行优化 稍待片刻即可查看效果
滤波器原理图设计-----优化仿真
然后点击update design 最终参数：
w0 = 2.77887 w1 = 12.6961 w2 = 424.403e-03 w3 = 10.1017 w4 = 475.833e-03 w5 = 10.12 w6 = 358.642e-03
点击 ，设置为
微带滤波器版图生成-----EM仿真
点击simulate，静待几分钟仿真出来的传输特性 出现这个是license的问题，去/thread-471722-1-1.html下载补丁
微带滤波器版图生成-----EM仿真
结论
观察得之滤波器在通带内（0~2.5GHz）插入损耗小于3.439dB，在4~5GHz之间大于28.096dB，满足设计要求
7
0.517
120
12.3
0.391252
2.45949
8
1
50
90
3.11445
16.7722
滤波器原理图设计-----添加变量
用LineCalc计算八段微带线的长和宽后我们要将各个数据添加到变量控件VAR中。 选择Insert->VAR在原理图中添加VAR然后双击，在“Name”文本框中输入变量的名称，“Variable Value”文本框中输入变量的初值，单机【ADD】添加变量 然后单击【Tune/Opt/Stat/Doe..】按钮打开参数优化对话框设置变量的取值范围，选择“Optimation”标签页。其中，“Enable/Disabled”表示该变量是否能被优化，“Minimum Value”表示可优化的最小值，“Maximum Value”表示可优化的最大值
微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真_物联网：ADS射频电路仿真与实例详解_[共10页]
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║260 物联网：ADS 射频电路仿真与实例详解 5式（11.7）和（11.8）中，L 和C 是低通滤波器原型的元器件值，R S 是滤波器阻抗。
2．阶梯阻抗低通滤波器的设计下面设计微带线阶梯阻抗低通滤波器，设计的详细过程可以参阅人民邮电出版社出版的《射频电路理论与设计》。
要求截止频率为3GHz ，通带内波纹为0.5dB ，在6GHz 处具有不小于30dB 的衰减，系统阻抗为50Ω。
选微带线特性阻抗最大值h Z =120Ω，特性阻抗最小值l Z =15Ω。
设计微带线阶梯阻抗低通滤波器的步骤如下。
（1）根据波纹为0.5dB 切比雪夫滤波器衰减随频率的对应关系，滤波器需为5阶，对应的切比雪夫低通滤波器原型元器件值为111.7058g C ==221.2296g L ==332.5408g C ==441.2296g L ==551.7058g C == （2）利用式（11.7）和（11.8）计算可以得到 1 1.70581518029.350l ⨯=⨯≈︒πβ 2 1.22965018029.4120l ⨯=⨯≈︒πβ 3 2.54081518043.750l ⨯=⨯≈︒πβ 4 1.22965018029.4120l ⨯=⨯≈︒πβ 5 1.70581518029.350l ⨯=⨯≈︒πβ （3）低通滤波器电路的示意图如图11.3所示，其中图11.3（a ）为由低通滤波器原型元器件值构成的低通滤波器，图11.3（b ）为微带线阶梯阻抗低通滤波器。
图11.3 低通滤波器电路的示意图11.1.2 微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真由上面微带线阶梯阻抗低通滤波器的理论基础，我们得到了微带线阶梯阻抗低通滤波器第11章 分布参数低通滤波器的仿真 261║的电路基本结构，本节学习如何利用ADS微带线的计算工具完成微带线的计算，以及如何设计并仿真微带线阶梯阻抗低通滤波器的原理图。
微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计指标如下。
基于ADS低噪声放大器设计及仿真
基于ADS低噪声放大器设计及仿真ADS是一种通用的射频、微波电路、系统设计和仿真工具，可以用于设计和仿真低噪声放大器。
在设计和仿真低噪声放大器时，有几个重要的步骤需要遵循。
首先，需要选择合适的低噪声放大器结构。
常见的结构包括共源共栅结构、共源共栅共板结构等。
在选择结构时，需考虑频率范围、增益、噪声系数等参数要求。
其次，需要选择适当的放大器器件。
可以选择P摄放大器、N型放大器、电离横流晶体管（HEMT）等。
在选择器件时，需考虑器件的噪声系数、增益特性、非线性特性等。
接下来，进行电路设计。
可以利用ADS提供的电路设计工具来设计低噪声放大器的电路。
根据选择的放大器结构和器件来设计电路的拓扑结构和参数。
设计完成后，需要进行电路的仿真。
可以利用ADS提供的仿真工具来仿真电路的性能。
通过仿真可以调整电路参数，优化低噪声放大器的性能。
在进行仿真时，可以分别对放大器的增益、噪声系数和非线性特性进行仿真。
可以通过特定的测试电路来测试放大器的增益和噪声系数，并分别将测试结果与设计指标进行比较。
在进行仿真时，还可以调整放大器的输入和输出匹配网络，以优化放大器的频率响应和增益。
可以逐步调整匹配网络的参数，并进行反复的仿真和优化，直到满足设计要求。
最后，还可以进行电路的布局和布线设计。
可以利用ADS提供的布局工具来设计电路的布局和布线。
通过优化布局和布线，可以减少电路的电磁干扰和信号损耗，提高低噪声放大器的性能。
综上所述，基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真可以帮助工程师快速设计出满足要求的低噪声放大器，并通过仿真来测试和优化放大器的性能。
ADS设计滤波器ppt课件
对加工好的电路进行调试，使其满足设 计要求。
ppt精选版
3
（三）微带滤波器的技术指标
通带边界频率与通带内衰减、起伏 阻带边界频率与阻带衰减 通带的输入电压驻波比 通带内相移与群时延 寄生通带
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4
（三）微带滤波器的技术指标（续）
前两项是描述衰减特性的，是滤波器的主要技术指标， 决定了滤波器的性能和种类(高通、低通、带通、带 阻等)。
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
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优化目标的设置（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。
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版图的仿真
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 出现在生成的原理图中。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(见下页图)。
然后点击菜单中的Layout -> Generate/Update Layout， 弹出一个设置窗口，直接点OK，又出现一个窗口，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(见后面几页的图) 。
低噪声放大器(LNA)仿真与设计ADS.ppt
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
（3）噪声系数 放大器的噪声系数是输入信号的信噪比与输出信 号的信噪比的比值，表示信号经过放大器后信号质量 的变坏程度。级联网络中，越靠前端的元件对整个噪 声系数的影响越大，在接收前端：必须做低噪声设计。 放大器的设计要远离不稳定区。噪声的好坏主要取决 于器件和电路设计。 （4）动态范围 放大器的线性工作范围。最小输入功率为接收灵 敏度，最大输入功率是引起1dB 压缩的功率。
与源阻抗无关，与负载阻抗有关 ; 资用功率增益：二端口网络输入资用功率与输出资用功率之比，源 端和负载端均共扼匹配，与源阻抗有关，与负载阻抗无关。它表示放 大器增益的最大潜力; 转换功率增益：负载吸收功率与二端口网络输入端的资用功率之比， 与两端阻抗都有关。
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
1.3 放大器常用元器件
1.两端负阻的二极管器件
变容二极管 ：参量放大
隧道二极管：隧道效应 耿氏二极管：转移电子 碰撞雪崩渡越时间二极管：雪崩渡越时间 特点：应用于放大器电路的早期器件，制造比较容易、便宜，
但是两端口器件实现增益的相关电路价格确比较昂贵，且稳定 性较差，调试工作困难。
20.03.2019
一、电路噪声的定义与分析
1.2 噪声的分类
内部噪声，在没有施加外部电流的情况下所能够观察到的噪声： 电阻的热噪声 额外噪声，只有施加外部电流的情况下才能够观察到的噪声： 1/f噪声 散粒噪声 外部噪声， 环境噪声 外部电子干扰噪声
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一、电路噪声的定义与分析
1.3 热噪声的定义
导体中的噪声功率表示为： P k T f k T B （1） n 其中K为波尔兹曼常数，T是绝对温度用K表示，
利用ADS软件设计X频段低噪声放大器
文章编号:1001-893X(2006)01-0119-04利用AD S软件设计X频段低噪声放大器①唐海啸1,张玉兴1,杨陈庆2,杨玉梅1(1.电子科技大学电子工程学院,成都610054;2.西南电子设备研究所,成都610036)摘 要:首先简要介绍微波低噪声放大器的设计理论和方法,然后介绍使用Agilent公司的微波电路CAD软件ADS进行仿真和优化设计一个X频段的低噪声放大器的方法和过程。
对制成品的实际测试和调试表明,此放大器达到了预定的技术指标,性能良好。
其工作频段为8.6～9.5GHz,噪声系数≤1.8d B,增益为23d B,带内平坦度≤±0.5dB。
关键词:低噪声放大器;噪声系数;增益;S m ith圆图;ADS仿真软件;优化中图分类号:T N722.3 文献标识码:AAn X Band Low Noise Ampli fi er Desi gn with ADS Software TAN G Hai-xiao1,ZHAN G Yu-xing1,YAN G Chen-qing2,YAN G Yu-m ei1(1.School of Electr onic Engineering,University of Electr onic Science and Technol ogy of China,Chengdu610054,China;2.South west China I nstitute of Electr onic Equi pment,Chengdu610036,China)Abstract:The design theory and method of a m icr owave l ow noise a mp lifier(LNA)is intr oduced.Then, the technique and p r ocess of si m ulating and op ti m izing an X band LNA with ADS s oft w are by Agilent is ex2 p lained.Finally,the p ractical test and debugging of the p r oduct de monstrate that this LNA meets the tech2 nical require ments and works well.Its operati on band is8.6～9.5GHz,noise figure(NF)≤1.8d B,gain =23d B,in-band flatness≤±0.5dB.Key words:l o w noise a mp lifier(LNA);noise figure;gain;s m ith circle;ADS s oft w are;op ti m ize1 引言低噪声放大器(LNA)在接收机系统中处于前端,主要作用是放大接收到的微弱信号,降低噪声干扰。
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作业： 在上次的作业的基础上，生成 版图，调整布局，进行原理图 和版图联合仿真
6/21/2013
结束语：感谢与非网提供给我们一个互动交 流的平台，更多ADS学习的活动详见 /bbs/article_44_5 45395.html 与非网RF社区-火烽原创，未经允许，谢绝 转载，谢谢！
LNA版图设计
将修改后的原理图仿真，观察是否影响匹配
LNA版ห้องสมุดไป่ตู้设计
将端口，电源，地，全部失效，生成版图
生成版图操作： 菜单中的layout Generate/updat layout
LNA版图设计
生成的版图很乱，需要手动布局，有点像用ADS 的版图进行PCB画图
LNA版图设计
进过手动布局修改的版图如下
新建原理图sifltr，在原理图里面加入S参数控件 和端口，然后在无源电路模型库里面选sifltr阶跃 滤波器模型以及板材控件MSUB，如图
阶跃滤波器的设计
阶跃滤波器的设计
双击控件进行参数设置，各个参数相关解释如 下图
阶跃滤波器的设计
其中，高阻抗线（比 较窄）要考虑到实际 能承受的微带功率的 大小 滤波器段数影响带内 波纹指标 设置好参数后（特别 注意频率截止点选 取），点击设计向导 中的无源电路设计
LNA版图设计
1、封装的建立 2、原理图生成版图，并调整布局 3、原理图、版图协同优化 4、最终版图的生成
LNA版图设计
1、封装的建立
LNA版图设计
按datasheet推荐焊盘，在layout里面进行设计 封装， 活用Edit里面的 Move Move Relative功能
LNA版图设计
画好封装后，在原理图中添加封装的路径
ADS2008 第五次教学
常用滤波器设计 低噪放的设计(下)
主讲人：RF社区-火烽
标题栏
1 2 3 4
常用滤波器设计 低噪放设计（下）
滤波器和低噪放设计小结
结束语
1、常用滤波器设计
看了大家的作业，kuroda变换虽然是一种比较方便的变换，但是其本 身存在缺陷，这节课补充一些我们平常常用到的滤波器设计
LNA版图设计
3、原理图、版图协同优化 将版图里面的电容的连接地的地方添加若干cond 层，并打上通孔 去掉集总元件，然后把集总元件连接处添加端口， 输入输出也添加端口
LNA版图设计
LNA版图设计
设置好板材参数、扫描参数后，运行仿真，将结 果保存
LNA版图设计
4、原理图和版图协同仿真 先将版图打包
LNA版图设计
运行仿真
LNA版图设计
可以看到，S11的谐振频率和原理图的结果发 生了偏差，所以需要对联合仿真进行优化， 优化的方法有几种 1、在联合仿真里面修改电容的大小，进行优 化 2、生成版图的原理图里面修改微带的W、L， 然后重新生成版图，仿真，打包，联合优化 3、直接在版图里面改变微带的W、L进行优 化 具体优化的方法，我们会在功率放大器设计 里面介绍
微带低通滤波器的设计
微带低通滤波器的设计和阶跃滤波器类似， 这里演示主要的步骤 建立原理图
微带低通滤波器的设计
运行设计向导
微带低通滤波器的设计
观察子电路原理图
微带低通滤波器的设计
返回主原理图，仿真结果
微带低通滤波器的设计
原理图输入输出各加一小段50欧微带线
微带低通滤波器的设计
生成版图，加入端口
进入设计向导，生成子电路
平行耦合微带滤波器设计
返回主原理图，仿真结果
平行耦合微带滤波器设计
原理图输入输出各加一小段50欧的微带，然后生 成版图
平行耦合微带滤波器设计
加入端口，设置好板材参数，仿真模式RF，仿真 频率等
平行耦合微带滤波器设计
运行仿真，等结果
平行耦合微带滤波器设计
平行耦合微带滤波器不合适作为设计带内插损 很小的滤波器，因为如果要插损很小，耦合微 带间的距离会很近，而PCB加工是有误差的， 有可能达不到我们的精度，这样就对我们的设 计和实际加工形成了误差。所以在要求设计低 插损滤波器的时候，一般不用平行耦合微带滤 波器。还有其他的滤波器，比如发夹型滤波器、 交指微带滤波器等，ADS里面都有模型的，大 家可以自己试着设计。
阶跃滤波器的设计
然后生成版图
阶跃滤波器的设计
先把版图中的几个连接切换点全部激活
阶跃滤波器的设计
再在两边加入2个端口，各放置在左右两边 的连接处
阶跃滤波器的设计
再在两边加入2个端口
阶跃滤波器的设计
然后设置板材参数
阶跃滤波器的设计
阶跃滤波器的设计
然后设置扫描的频率参数
阶跃滤波器的设计
仿真结果如下：
LNA版图设计
原理图、版图协同仿真 新建原理图sch_layout，拷贝之前的原理图， 导入打包的版图
LNA版图设计
原理图、版图协同仿真 然后将原理图的集总元件连接在打包的版图 中，记得对打包的版图的参考点接地
LNA版图设计
然后双击版图文件，选择版图的数据的路径
LNA版图设计
设置好S参数的扫描频率，记得勾选计算噪声
LNA版图设计
2、原理图生成版图，并调整布局 首先要调整原理图的偏置集总元件直接加入适 量的微带（只做馈电） 其次，要在原理图里面相连在一起的集总元件 间，输入输出引入一些微带线，不能参与匹配
LNA版图设计
引入不影响匹配的微带的目的是：生成版图的时 候，会有和集总元件相连的走线（如果原理图不 添加，那么生成版图后，你自己手动画线添加也 可以）
微带低通滤波器的设计
设置板材参数，设置仿真参数，仿真模式RF仿真
微带低通滤波器的设计
设置板材参数，设置仿真参数，仿真类型RF模式
微带低通滤波器的设计
仿真结果
微带低通滤波器的设计
仿真结果
平行耦合微带滤波器设计
平行耦合微带滤波器和阶跃滤波器设计类似，这 里演示主要的步骤 建立原理图
平行耦合微带滤波器设计
阶跃滤波器 微带低通滤波器 平行耦合滤波器
阶跃滤波器的设计
阶跃滤波器是比较常用的滤波器，是利用电长度 远小于波长的情况下，高低阻抗线可以等效为集 总元件 下面以设计一个2GHz的低通滤波器为例 指标如下 S11≤-15dB S21≤0.5dB 4GHZ的抑制达到30dB（抑制谐波）
阶跃滤波器的设计
阶跃滤波器的设计
进入子菜单
阶跃滤波器的设计
点击design后，返回原理图，进入控件子电路
阶跃滤波器的设计
返回主电路，进行仿真，结果如下
阶跃滤波器的设计
返回主原理图在滤波器的输入输出各加一小 段50欧的特性阻抗线，仿真对比结果
阶跃滤波器的设计
返回主原理图在滤波器的输入输出各加一小 段50欧的特性阻抗线，仿真对比结果，基本 不变。