10、ADS使用记录之设计高低阻抗滤波器(含版图仿真)

基于ADS2022

参考的书籍是卢益锋老师的ADS射频电路设计与仿真学习笔记

1、滤波器设计指标

高频时候集总参数元件由于其寄生效应性能不理想,需要使用微带线来完成相关设计。此处使用FR4板材,35um铜厚的微带线来完成高低阻抗低通滤波器的设计。

低通滤波器,指标如下:
1.通带0-3GHz,通带波纹0.5db
2.阻带6Ghz,阻带衰减20db

工程链接在最后

2、ADS高低阻抗滤波器设计流程

在器件栏找到Passive Circuit DG - Microstrip Circuits:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_控件

下面需要设置板材参数,板材为第一个MSUB控件,此处使用FR4板材,FR4板材参数如下:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_低通滤波器_02

插入高低阻抗滤波器控件,就是SIFltr控件(第一列第五行),并修改滤波器参数符合设计要求:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_电磁学_03

插入 50欧姆的Term和S参数仿真控制器,并合理设置S参数仿真控制器的范围与步长:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_电磁学_04

在最上方DesignGudie菜单栏选择Passive Circuit打开:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_使用记录_05


选择第一个Passive Circuit Control Window打开:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_使用记录_06


在Design Assistant中直接选择Design按键即可:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_电磁学_07


等待完成后可以点击查看深层原理图:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_控件_08


designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_designfilt函数设计带阻滤波器_09


在主原理图进行仿真,查看滤波器性能,可以看到在5Ghz的衰减达不到20db,实际设置时应该预留一些性能(比如设置衰减为40db),此处就不进行修正了:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_控件_10

3、ADS高低阻抗滤波器版图设计

给主原理图添加端口P1和P2:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_控件_11


在菜单栏Layout中选择产生PCB:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_低通滤波器_12


在弹出窗口中点击确定即可:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_使用记录_13


找到工具栏中的EM标签打开:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_designfilt函数设计带阻滤波器_14


designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_designfilt函数设计带阻滤波器_15


在弹出的窗口中点击新建:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_designfilt函数设计带阻滤波器_16


找到板材参数Substrate,点击新建new:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_低通滤波器_17


名称改成MY_FR4,模板选择100umGAS

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_designfilt函数设计带阻滤波器_18

打开后界面如下,主要设置铜厚35um,上下层为cond1材料为铜,FR4高度为20mil,删除过孔:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_电磁学_19

设置完成点击X后保存,随后点击窗口右下角的仿真按钮:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_使用记录_20

出现仿真窗口,一段时间后仿真完成,出现结果,可以发现最后结果在5GHZ衰减为18db:

designfilt函数设计带阻滤波器 带阻滤波器ads_电磁学_21