Ansoft-Designer中滤波器的设计解读课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,Ansoft Designer,微带低通滤波器设计,武汉凡谷电子技术有限公司,2024/11/21,1,Ansoft Designer 微带低,说 明,Asoft designer,中的滤波器设计功能可以实现低通、高通、带通、带阻滤波器的设计，实现方式可以有：,微带线、同轴线、理想集总参数电路、理想分布参数电路、含有单位元件的电路等形式逼近函数可以选用车比雪夫函数、贝赛尔函数、椭圆函数等这里将要介绍的是用车比雪夫多项式逼近的微带低通滤波器的设计，其它滤波器的设计方法可依此得出2024/11/21,2,说 明Asoft designer中的滤波器设计功能,创 建 项 目,在,filesave as,中把该项目另存为,ms_lp,点击该图标，新建一个项目,2024/11/21,3,创 建 项 目在filesave as中把该项目另存为m,打开滤波器设计工具,点击该图标，或者从,Projectinsert filter design,进入滤波器设计窗口,设计完成后将直接在项目下建立一个顶端文件，该文件不属于任何的父文件，为独立设计。

2024/11/21,4,打开滤波器设计工具点击该图标，或者从设计完成后将直接在项目下,滤波器设计属性（1）,Passband,中可选择滤波器通带类型Topology,中可选则滤波器的布局方式，对于低通滤波器其布局方式有：,理想集总、理想分布、含有单位元件的集总、含有单位元件的分布、分支线传输线结构、,高低阻抗线以及宽带低通结构我们选用高低阻抗线设计（葡萄串或者糖葫芦式）,Approximation,中包含了可选用逼近函数，通常我们选用车比雪夫多项式（,Chebysheve）在,Prorotype,中提供了两种设计方式：,固定传输线的特性阻抗，设计传输线长度；固定传输线电长度，设计其特性阻抗在实际,设计中常常是固定了传输线的特性阻抗进行设计Technology,中可以选择滤波器的实现方式，对于我们的设计，有下列方式可供选择：,理想传输线、带状线、微带线、悬置微带线、矩形棒、中心导带为圆棒的带状线和同轴线点击,Next,2024/11/21,5,滤波器设计属性（1）Passband中可选择滤波器通带类型滤波器设计属性（2）,点击该图标查看滤波器平面图,点击该图标查看说明文档,点击该图标查看原理图,点击该键打开软件自带的设计例子,点击该键打开以前的设计,点击该键改变设计中用到的单位,在该选项中改变设计初始值以及设计目标,在这里可以设置设计中的,Q,值,在设计的时候往往不需要改变默认值，而直接进行设计,点击,NEXT,2024/11/21,6,滤波器设计属性（2）点击该图标查看滤波器平面图点击该图标查看,滤波器规格设置,*如图输入规格数据。

在窗口的右边部分可以查看该数据的理论设计结果Order,为滤波器节数；,Ripple,为理论带内损耗；,Fp1,为带边频；,Source/Load，Rs,为源/负载的特性阻抗值（常用50,ohms)；,Elect.Lng,为电长度；,High/Low Zo,为高/,低阻抗线特性阻抗注意选择,Optimize passband corner,该项确保设计结果最接近所需要的结果设计结果并不能总是完全符合设置的要求，,比如带边频不能正好是在2,Ghz,上，这就需要,用户在设计中调整，或者重新设定,f1点击,NEXT,2024/11/21,7,滤波器规格设置*如图输入规格数据在窗口的右边部分可以查看该,结构属性设置,在结构属性设置窗口中，可以设定所选用的结构（这里是微带线）参数，这些参数包括：介质板的介电常数、介质板厚度、金属导带厚度、滤波器腔体高度以及前面设置的带边频,*如图输入数据，可见在,VARIABLES,中,W10.5004mm；W210.03mm,这是高低阻抗线的宽度，另外有一项,W30.3878mm,为高阻线宽度，就是说在所设计的滤波器中有两种宽度的高阻线当结构属性改变时，高低阻抗线的宽度也将随之改变，若要得到满足要求的宽度，可在前一步的规格设置中重新设置高低阻抗线的特性阻抗，直到满足要求为止。

点击,Next,2024/11/21,8,结构属性设置在结构属性设置窗口中，可以设定所选用的结构（这里,设 置 完 成,设置完成后将出现此窗口，在窗口的左部分有两排图标，其中左边一排分别是：原理图、波形图、平面视图、文本说明、元件特性，元件参数（长度）、耦合线参数（本例中没有耦合线）查看原理图时，右边竖排图标才有意义，其作用分别为：在原理图上不显示任何数据、显示参数类型、显示参数数值、显示数值以及单位、同时显示参数类型数值和单位点击“完成”,2024/11/21,9,设 置 完 成设置完成后将出现此窗口，在窗口的左部分有两排图,把原理图转换成结构图,点击该图标把原理图转换成物理参数电路,可从,filterexportphysical circuit,进入,点击该图标把原理图转换成理想参数电路可从,filterexportphysical circuit,进入,我们这里把原理图转换成物理电路,注意，有些原理图是不能转换成物理模型的，在设计时应当注意这种情况可能发生于：,1 设置错误在设定高/低阻抗值时，本软件对于一个特定的,结构有高阻上限和低阻下限，超过限制的设置将出现错误,2 软件本身不支持该结构的物理模型。

这是无法根改的，对,于这些模型用户只能得到其理想结构这时候物理模型图标变为灰色2024/11/21,10,把原理图转换成结构图点击该图标把原理图转换成物理参数电路点击,*错误设置示例,错误提示栏,在这里我们把高阻线的阻抗值设为250,ohms,则在结构设置窗口中将出现错误提示，因为此时的高阻线已经超出了该结构的上限此时,VARIABLES,中显示的变量数值是不准确的2024/11/21,11,*错误设置示例 错误提示栏在这里我们把高阻线,调 整 电 路（1）,右键点击项目窗口中的电路图标，在下拉列表中选择,Rename，,把电路重命名为,ms_lp点击该图标，将显示电路的平面版图,请随时保存文件,2024/11/21,12,调 整 电 路（1）右键点击项目窗口中的电路图标，在下拉列表,调 整 电 路（2）,可见所得到的物理结构并不是我们实际设计中的结构，因此我们要对版图进行调整，以符合实际的电路结构左键该图标切换到平面版图模式,2024/11/21,13,调 整 电 路（2）可见所得到的物理结构并不是我们实际设计中,调 整 电 路（3）,我们先来看看电路中阻抗变换器的结构在元件属性中点击,Info.,的,Value,就可以打开该元件的说明,这里的,D,在电路中为,w30mm,我们只要把,w3,设为一个合适的数值，以使高阻线的位置在低阻线位置的中间就可以了，我们令,w34.75mm。

2024/11/21,14,调 整 电 路（3）我们先来看看电路中阻抗变换器的结构在元,调 整 电 路（4）,另外，我们还要在滤波器两端各接上一段50,ohms,的微带线，以保证端口匹配如图选中的元件其中阻抗变换器,w1w1，w2w02mm，w34.75mm；50ohms,线的,ww0，p5mmCircuit-design properties-local variable,设置变量的值,2024/11/21,15,调 整 电 路（4）另外，我们还要在滤波器两端各接上一段50,调 整 电 路（5）,点击该图标把版图重新排列，可见更改后的结构符合实际设计要求,2024/11/21,16,调 整 电 路（5）点击该图标把版图重新排列，可见更改后的结,运算，创建报告（1）,左键该图标进行运算,左键该图标绘制直角坐标系下的曲线,请随时保存文件,2024/11/21,17,运算，创建报告（1）左键该图标进行运算 左键该图标绘制直角坐,创建报告（2）,选择,S Parameter，,在,Quantity,中选择,S11,和,S12，Function,选择,dB,点击,Add Trace，Done,完成。

2024/11/21,18,创建报告（2）选择S Parameter，在Quantity,查 看 报 告（1）,曲线图中右键点击任意位置，在弹出的菜单中选则,Data Marker,对曲线进行标点2024/11/21,19,查 看 报 告（1）曲线图中右键点击任意位置，在弹出的菜单中,查 看 报 告（2）,移动指针的位置或者用键盘的方向键移动标点的位置，在需要加标点的地方，点击鼠标，加入标点（用键盘的上、下方向键选择曲线）最多可加入5个标点标点的数值将在曲线图的下方显示可见该设计的带边频为2.16,Ghz，,同时还有该设计的带外抑制、谐波以及回波情况因为我们在前面已经对电路进行了一些修改，所得的波形与设计波形有较大偏差，带边频明显偏高因此我们需要对电路优化和调试2024/11/21,20,查 看 报 告（2）移动指针的位置或者用键盘的方向键移动标点,查看设计参数,点击菜单中的,circuit，,选择,Design Prorerties，,弹出图中的属性对话框在,Local,对话框中，选择,Value，,改变,w10.5mm，w210mm，w40.4mm,以满足结构参数2024/11/21,21,查看设计参数点击菜单中的circuit，选择Design P,优 化 设 置,（1）,选择,Optimization,选项，把,p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7,设为优化变量。

点击“确定”,2024/11/21,22,优 化 设 置（1）选择Optimization选项，把p1,优 化 设 置（2）,点击该图标弹出优化窗口,点击,Add,添加优化,点击,Delete,删除选定的优化,点击这里添加优化函数,点击这里添加优化范围,点击这里添加优化目标和权重,所有的需要输入的内容都可以在相应栏中直接输入如图设置优化参数，点击“确定”,2024/11/21,23,优 化 设 置（2）点击该图标弹出优化窗口 点击,开 始 优 化,在项目管理窗口中右键点击,optimizationsetup1,选择,Analyze，,开始优化请随时保存文件,2024/11/21,24,开 始 优 化在项目管理窗口中右键点击optimizatio,查看优化结果,在优化过程中，曲线将随之变化,对比优化前后的曲线图，可见，优化后的结果也不理想，因此，有必要对设计进行手动调节,2024/11/21,25,查看优化结果在优化过程中，曲线将随之变化对比优化前后的曲线图,参 数 调 节（1）,在元件属性对话框中，选中,p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7,作为调试变量2024/11/21,26,参 数 调 节（1）在元件属性对话框中，选中p1、p2、p,参 数 调 节（2）,点击该图标，弹出下图所示的对话框，该对话框中列出了上一步设置为可调试调试的所有变量。

调节每个变量对应的滑块位置或者直接在中间的数据栏中输入数值，点击对话框左部分的,Tune,就可以调试，调试结果将在曲线图即时显示每个参量对话框中的上下数据栏里的数据分别为调试的上下限可在元件属性列表里改变，也可以在这里改变，这里改变的数值将不改变元件属性列表里的上下限2024/11/21,27,参 数 调 节（2）点击该图标，弹出下图所示的对话框，该对话,调 试 结 果,调试后的参数为：,P13.3mm，p24.1mm，p312.1mm，p46.2mm，p512.6mm，p66.7mm，p712.9mm,注意，调试结果因人而异，没有准确的标准,经过调试以后，仿真波形满足设计要求请随时保存文件,2024/11/21,28,调 试 结 果调试后的参数为：注意，调试结果因人而异，没有准,查 看 数 据,打开,Circ。