5.6.4 生成平行耦合微带线带通滤波器版图
下面由平行耦合微带线带通滤波器的原理图生成版图,并对版图进行仿真。在工作空间q511中,将原理图e2另存为e3,平行耦合微带线带通滤波器生成版图在原理图e3中进行。
1.生成版图
(1)在原理图视窗中,关掉平行耦合微带线带通滤波器2个端口的Term、接地和优化控件,不让它们出现在生成的版图中。去掉的方法是单击原理图工具栏中的╳按钮,然后单击2个端口的Term、接地和优化控件,若Term、接地和优化控件打了红叉,表示已经被关掉。这时原理图如图5.204所示。
图5.204 去掉Term、接地和优化控件的原理图
(2)在原理图中,执行菜单命令Layout→Generate/Update Layout,弹出Generate/Update Layout设置窗口,单击窗口上的OK按钮,默认它的设置。这时,又会弹出Status of Layout Generation窗口,窗口中显示了生成的版图中包含原理图有效元件的数目,将这个窗口的内容与原理图比较,确认后单击OK按钮,完成版图的生成过程。
(3)完成版图的生成过程后,版图视窗自动打开,画图区会显示生成的版图,如图5.205所示。对比原理图和版图可以发现,原理图中构成滤波器电路的各种耦合微带线元件模型,在版图中已经转化成实际的耦合微带线。
图5.205 由平行耦合微带线带通滤波器原理图生成的版图
(4)在版图视窗中,执行菜单命令EM→Substrate,全部单击OK按钮,弹出Substrate设置窗口。在Substrate设置窗口,执行菜单命令File→Import→Substrate Form Schematic,弹出Add Substrate Form Schematic窗口,如图5.206所示,在窗口中选择e3, 然后单击OK按钮。
图5.206 Add Substrate Form Schematic窗口
(5)这时,弹出e3的Substrate设置窗口,在此窗口可以进行叠层的设置。鼠标左键单击选中不需要的导体,然后单击右键,弹出Unmap,再单击OK
按钮,去掉不需要的导体,最后叠层如图5.207所示。至此,版图就设计完成了。
图5.207 原理图e3的Substrate设置窗口的最后状态
2.版图仿真
(1)在版图设计窗口中执行菜单命令Insert→pin,在平行耦合微带线带通滤波器版图中插入2个Pin。
(2)单击工具栏中的EM图标,打开EM Setup窗口,选择Frequency Plan项。在Type栏选择Adaptive,设置的起始频率和终止频率与原理图相同,Fstart为1.5GHz,Fstop为2.5GHz。EM Setup窗口如图5.208所示。
图5.208 平行耦合微带线带通滤波器在EM Setup窗口的设置
(3)单击EM Setup窗口中的Simulate按钮,开始仿真。仿真过程中弹出了仿真状态窗口,记录了仿真的进程,这个仿真花费的时间较长,需要数分钟。仿真结束后,数据显示视窗自动弹出,如图5.209所示。
图5.209 数据显示视窗自动显示的仿真数据
(4)在S21曲线上插入4个Marker
①在1.698GHz处,S21的值为-33.293dB
②在1.9GHz处,S21的值为-3.076dB
③在2.101GHz处,S21的值为-1.003
④在2.302GHz处,S21的值为-26.145
(5)由图5.209可以看出,版图的仿真数据与原理图的仿真数据有差异,这是由于版图的仿真方法与原理图的仿真方法不同。版图的S21曲线不满足技术指标。
3.调整原理图和版图并仿真
由于版图的S21曲线不满足技术指标,还需要对原理图和版图加以修改,然后再仿真,
(1)调整原理图,调整的数据如下。
① w1=1.28512,s1=0.451081 和 l1=25.3527
② w2=1.29633,s2=1.27397 和 l2=25.3657
(2)原理图仿真,S21曲线如图5.210所示。
图5.210 带通滤波器原理图仿真数据
(3)由图5.210可以看出,S21曲线在1.7GHz、1.9GHz、2.1 GHz、2.3 GHz的数值如下
①在1.7GHz处,S21=-31.300dB
②在1.9GHz处,S21=-0.812dB
③在2.1GHz处,S21=-0.656dB
④在2.3GHz处,S21=-24.757dB
以上数据满足技术指标。
(4)由原理图再次生成版图,对再次生成的版图进行仿真,S21曲线如图5.211所示。
图5.211 带通滤波器版图的仿真数据
(5)在S21曲线上插入4个Marker
①在1.7GHz处,S21=-dB
②在1.9GHz处,S21=-dB
③在2.1GHz处,S21=-dB
④在2.3GHz处,S21=-dB
将图5.211与图5.209比较,可以看到在通带(1.9GHz~2.1GHz)的技术指标有所提高,但依旧不满足技术指标。因此,还需要继续对原理图和版图加以修改,直至满足技术指标。