2.4 设计向导
ADS自带设计向导,当用户提出设计目标后,设计向导会自动给出满足设计指标的原理图。设计向导是用户进行设计的重要辅助工具,在后续章节的设计中,会经常用到设计向导。下面以集总参数低通滤波器为例,介绍设计向导在原理图设计和仿真中的应用。
2.4.1 利用设计向导完成原理图
本节将创建一个原理图Filter_DG。在原理图Filter_DG中利用设计向导完成集总参数低通滤波器的设计,目的是熟悉关于设计向导的基本操作。
1.创建原理图
在工作空间LNA-ATF58143_wrk中创建原理图Filter_DG ,步骤为。在ADS主视窗中,单击工具栏中的New Schematic Window按钮,弹出New Schematic对话框。在New Schematic对话框中,将创建的原理图命名为Filter_DG 。
2.利用设计向导生成原理图
(1)在原理图Filter_DG中,执行菜单命令DesignGuide→Filter,弹出Filter对话框。在Filter对话框中,选择Filter Control Window。项,然后单击OK按钮,关闭Filter对话框。这时将弹出Filter DesignGuide窗口,如图2.23所示。
图2.23 滤波器设计向导初始窗口
(2)在Filter DesignGuide窗口中,单击工具栏中的Component Palette-All按钮,在原理图Filter_DG的元件面版上,出现Filter DG-A11列表下的元件面板,如图2.24所示。Filter DG-A11元件面板上列出了各种类型滤波器的设计向导,包括集总元件低通、高通、带通和带阻滤波器。在Filter DG-A11元件面板上,选择双端口低通滤波器,插入原理图的画图区,然后单击按钮,结束当前命令。
图2.24 滤波器设计向导元件面板
3.介绍滤波器设计向导中的设计参数
重新回到Filter DesignGuide窗口,单击该窗口中的Filter Assistant按钮,如图2.25所示,为滤波器设计向导中的设计选项。比较图2.25和图2.23可以看出,图2.23中Smartcomponent项为空白,图2.25中Smartcomponent项为DA_LCLowpassDT1,说明原理图Filter_DG中现在出现了快捷元件DA_LCLowpassDT1,设计向导就是用来设计原理图中的快捷元件DA_LCLowpassDT1。在图2.25中,滤波器设计向导中的设计选项介绍如下。
图2.25 滤波器设计向导中的设计选项
(1)Source Impedances为源阻抗,源阻抗的默认状态为50Ω
(2)Load Impedances为负载阻抗,负载阻抗的默认状态为50Ω
(3)First Element为滤波器第一个元件的串并联方式。Parallel为并联方式,Series为串联方式,软件的默认状态为Parallel(并联)方式。
(4)Order(N)为滤波器的阶数,滤波器的阶数与滤波器的元件数相同。
(5)Response Type为滤波器响应的方式,滤波器响应的方式有最大平滑Maximally Flat(也称为巴特沃斯)、切比雪夫Chebyshev、椭圆Elliptic和高斯Gaussian等,软件默认的滤波器响应方式为最大平滑Maximally Flat。
(6)Ap(dB)为滤波器通带的衰减。
(7)As(dB)为滤波器阻带的衰减。
(8)Fp为滤波器通带的频率。
(9)Fs为滤波器阻带的频率。
4. 设置滤波器的设计参数
图2.25中的Filter DesignGuide窗口需要设置滤波器的设计参数,读者可以自行设置设计参数。这里设置的参数如下。
(1)Response Type选为最大平滑Maximally Flat
(2)Ap(dB) 选为2
(3)As(dB) 选为35
(4)Fp选为3GHz
(5)Fs选为6GHz
(6)其余选项保持默认状态。
单击Filter DesignGuide窗口中的Design按钮,设计向导完成设计。现在观察Filter DesignGuide窗口,设计参数和曲线改变为图2.26所示。
图2.26 滤波器设计向导中符合指标的响应
5.查看滤波器的参数
在原理图中查看滤波器的参数步骤如下。
(1)双击原理图中的滤波器元件DA_LCLowpassDT1,弹出图2.27所示的窗口,该窗口给出了滤波器的参数。
图2.27 滤波器的参数
(2)单击图2.27中的Component Options按钮,弹出图2.28所示的对话框,该对话框用于在原理图中显示滤波器的参数。选择图2.28对话框中的Set All按钮,然后单击OK按钮,关闭该对话框。
图2.28 滤波器参数显示窗口
(3)单击图2.27中的OK按钮,关闭该窗口。这时滤波器的所有参数都在原理图中显示出来,如图2.29所示。
图2.29 原理图中的滤波器模型和参数
6.滤波器的子电路
现在,原理图Filter_DG中的元件DA_LCLowpassDT1已经有了子电路。下面观察子电路,观察子电路的步骤如下。
(1)在原理图中选中DA_LCLowpassDT1元件。
(2)单击原理图工具栏中的↓按钮,进入元件DA_LCLowpassDT1的子电路。元件DA_LCLowpassDT1的子电路如图2.30所示。
图2.30 滤波器子电路
(3)由图2.30可以看出,满足技术指标的滤波器阶数为7,也就是滤波器有7个元件。
(4)在原理图的工具栏中,单击↑按钮,可以由元件DA_LCLowpassDT1的子电路退出,重新回到图2.29所示的原理图中。
(5)这里需要说明的是,由于工作频率很高,滤波器电路不宜采用集总元件的电感和电容,需要将集总元件转换为分布参数元件。