- 微帶濾波器的設(shè)計(jì)優(yōu)化

　　2) 原理圖仿真

　　單擊工具欄上的simulate按鈕或是點(diǎn)擊simulate→simulate，當(dāng)仿真結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)數(shù)據(jù)顯示窗口，在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)S21參數(shù)的矩形圖，再點(diǎn)擊maker→New，可在圖中加一標(biāo)記，如圖12.15所示。從圖中可以看出，S21參數(shù)曲線是一個(gè)低通濾波器的形狀，但是與設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求還有一定的差距。以同樣的方式插入一個(gè)S11參數(shù)的矩形圖，加上一個(gè)Marker點(diǎn)，如圖12.16所示。從圖中可以看出，S11在通帶內(nèi)基本滿足工程設(shè)計(jì)的要求，但是還有待于進(jìn)一步改善，使端口的反射系數(shù)更小。

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　　通過仿真我們可以看出，濾波器的參數(shù)指標(biāo)還不滿足要求，這就需要我們通過優(yōu)化仿真來使濾波器的參數(shù)滿足設(shè)計(jì)的要求，下面就來介紹關(guān)于電路優(yōu)化方面的內(nèi)容。

　　4.4優(yōu)化電路參數(shù)

　　由于濾波器的參數(shù)并未達(dá)到指標(biāo)要求，因此需要優(yōu)化電路參數(shù)，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。優(yōu)化電路參數(shù)的具體步驟如下：

　　1) 在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇優(yōu)化面板列表optim/stat/Yield/DOE,在列表中選擇優(yōu)化控件optim，雙擊該控件設(shè)置優(yōu)化方法和優(yōu)化次數(shù)，常用的優(yōu)化方法有Random(隨機(jī))、Gradient(梯度)等。隨機(jī)法通常用于大范圍搜索，梯度法則用于局部收斂。設(shè)置完成的控件如圖12.17所示。

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　　2)在優(yōu)化面板列表中選擇優(yōu)化目標(biāo)控件Goal放置在原理圖中，雙擊該控件設(shè)置其參數(shù)，如圖12.18所示。

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　　Expr是優(yōu)化目標(biāo)名稱，其中dB(S(2,1))表示以dB為單位的S21參數(shù)的值。

　　SimlnstanceName是仿真控件名稱，這里選擇SP1

　　Min和Max是優(yōu)化目標(biāo)的最小與最大值。

　　Weight是指優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)重。

　　RangeVar[1]是優(yōu)化目標(biāo)所依賴的變量，這里為頻率freq。

　　RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述變量的變化范圍。

　　這里總共設(shè)置了三個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，前二個(gè)的優(yōu)化參數(shù)都是S21，用來設(shè)定濾波器的通帶和阻帶的頻率范圍及衰減情況，最后一個(gè)的優(yōu)化參數(shù)是S11，用來設(shè)定通帶內(nèi)的反射系數(shù)(這里要求小于-25dB)，具體如圖12.19所示。由于原理圖仿真和實(shí)際情況會(huì)有一定的偏差，在設(shè)定優(yōu)化參數(shù)時(shí)，可以適當(dāng)增加通帶寬度。對(duì)于其它的參數(shù)，也可以根據(jù)優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行一定的調(diào)整。

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　　3)設(shè)置完優(yōu)化目標(biāo)后把原理圖存儲(chǔ)一下，然后點(diǎn)擊工具欄中的Simulate按鈕開始進(jìn)行優(yōu)化仿真。在優(yōu)化過程中會(huì)打開一個(gè)狀態(tài)窗口顯示優(yōu)化的結(jié)果(如圖12.20)，其中的CurrentEF表示與優(yōu)化目標(biāo)的偏差，數(shù)值越小表示越接近優(yōu)化目標(biāo)，0表示達(dá)到了優(yōu)化目標(biāo)，下面還列出了各優(yōu)化變量的值，當(dāng)優(yōu)化結(jié)束時(shí)還會(huì)打開數(shù)據(jù)顯示窗口。在數(shù)據(jù)顯示窗口中我們可以觀察S11參數(shù)和S21參數(shù)，如圖12.21所示。從圖中可以看出，濾波器的S11參數(shù)和S21參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

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　　需要注意的是在一次優(yōu)化完成后，要點(diǎn)擊原理圖窗口菜單中的Simulate -> Update Optimization Values保存優(yōu)化后的變量值(在VAR控件上可以看到變量的當(dāng)前值)，否則優(yōu)化后的值將不保存。