4.4 通道模型的优化

使用调谐功能，非常直观。但是对于整个通道模型的几十个参数，调整起来效率较低。这时候可以使用ADS软件提供的优化功能。

在使用优化功能时，需要设置优化控制器（设置优化算法、优化迭代次数、优化目标选择以及优化变量选择等）、优化目标（优化目标可以由表达式给出）、仿真控制器（通过什么样的仿真可以得到优化目标的值）以及设定优化变量（指定可以被优化的变量以及变量可优化的范围）。

在Circuit Model Topology Optimization目录下的entire_backplane_ads_design_optimize原理图视图中给出了使用优化功能进行通道模型参数拟合的过程，如图4-14所示。

在原理图中可以看到加入了多个优化控制器，从上一节的电路参数调谐过程中也可以观察到，等效电路模型中位置靠近激励源的单元，其时域响应在时间上也靠前。原理图中的多个优化控制器就是利用这一特点，对不同的物理通道单元进行各自的优化。在ADS软件中，使用Parameter Sweep控制器可以进行按照指定顺序进行优化，图4-15给出了在ADS软件中进行优化的流程。

图4-14中仿真控制器的最顶层使用了扫描控制器，可以输入进行顺序仿真的控制器名称，在本实例中分别为Optim1到Optim6；仿真开始时首先调入①，即Optim1；在Optim1优化控制器中分别设定了优化类型（本实例中为Random——随机优化）、优化最大迭代次数（本例中为50）、可优化的变量及范围（本实例中有四个优化变量，分别制定了变量取值范围。注：在ADS软件原理图菜单Options→Perferences...→Component Text/Wire Label中可以设定优化变量在原理图中的显示方式：完整显示、缩略显示及不显示）以及优化目标Opti-mGoal1；优化目标OptimGoal1中设定了优化目标表达式、得到优化目标表达式所需要运行的仿真控制器Trans1以及计算优化目标的变量取值范围；最后是仿真控制器Trans1，其中设定了最基本的瞬态仿真参数如仿真开始及结束时间和仿真步长。在完成第一轮仿真优化之后，再按照顺序进行②、③、④、⑤和⑥项目的优化，从而实现对整个通道的优化。

图4-16给出了针对第一节SMA接头的优化设置，有4个可优化变量，分别是接头模型中两段传输线的阻抗和电长度，优化控制器中使用随机优化方法对这4个变量进行优化，优化目标的名称是OptimGoal1，在优化目标OptimGoal1中优化目标表达是goal1，并使用瞬态仿真控制器Tran1进行分析。MeasEqn中给出了优化目标表达式，是通道模型输入端的节点电压和测量模型输入端的节点电压之差。同时在优化目标OptimGoal1 中指定优化目标表达式的计算范围是从0～135 psec之间。

同样，在图4-17中的Optim2优化控制器中对第一节接头中的第二段传输线电长度以及第二节中的传输线模型的宽度进行优化，和上面有所不同的是有三个优化目标，这三个优化目标都是使用瞬态仿真得到的（仿真控制器中仿真的时间范围是0～865psec），所不同的是这三个优化目标中时间变量的取值范围不同，OptimGoal2时间范围是170～865psec，Optim-Goal7时间范围是0～135psec，OptimGoal8时间范围是135～150psec。同时通过对这三个优化目标设定不同的权重（weight，OptimGoal7 设定为10，OptimGoal8 设定为4，OptimGoal2设定为1），从而使优化更偏向某一个目标。

仿真控制器仿真时间选择如图4-18所示。

优化控制器Optim3以过孔单元的参数（线宽、线长及电容值）为优化变量，在700 psec到1.2nsec之间进行瞬态仿真，分别设定OptimGoal3（时间范围为895psec到998psec，权重为10）和OptimGoal11（时间范围为700psec到865psec，权重为1）进行优化。在图4-19的数据显示图中，OptimGoal11的时间范围是m2竖线标记以左的区域。竖线标记m3 和m4之间的区域是OptimGoal3的优化目标时间范围。

单击原理图工具栏快捷区中的 按钮，就可以开始运行优化。优化开始后，会弹出优化座舱窗口，显示优化的各种信息以及优化的过程，如图4-20所示。

优化完成后，在Tran6的结果中显示出整个通道的优化结果及通道测量结果，如图4-21所示。

关闭优化座舱窗口，单击更新原理图中的变量，完成优化过程。