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1.2 仿真电路建立

(1)在项目Single_Line_wrk下,使用“New Schematic window”建立一个新的原理图“Single Line”,如图1-6所示。在模板调用选项中使用“ads_templates:S_Params”,ADS将在电路中自动添加S参数仿真器以及输入和输出端口。

图1-6 新建电路窗口

(2)从原理图“TLines Multilayer”元件库中选择“ML1CTL_C”和“MLSUBSTRATE2”元件,按照图1-7所示搭建电路,“MLSUBSTRATE2”各项关键参数的设定如下:

☺ Er=4.5

☺ T[1]=T[2]=1.7mil

☺ H=10 mil

☺ Cond[1]=Cond[2]=5.8E+7

☺ TanD=0.001

图1-7 单端传输线电路

“ML1 CTL C”参数设定如下:

☺ Length=100.0 mil

☺ W=10.0 mil

(3)本范例的主旨在于使用优化的办法来求得单端传输线的特性阻抗,基本原理是利用端口阻抗若是和传输线阻抗完全匹配的情况下,端口处的反射系数理论上会非常小。

从“Optim/Stat/DOE”元件库中选择Optim和Goal放置在电路中。Optim和Goal分别为ADS中的优化和目标控件,用于电路的优化。可以通过设定一个或者多个目标,来对电路中的一些变量进行优化,优化的时候根据优化控件中优化方法等设定,对优化进行控制,从而达到优化电路的目的。

(4)设定变量Z0,如图1-8所示,Z0的初始值为50。在变量的设定选项中,将Z0设置为一个可优化的连续变量,设定优化的范围为1~1000。

图1-8 变量设定窗口

(5)双击Optim控件,弹出如图1-9所示的优化设定窗口,该窗口包含Setup、Parame-ters、Display三个标签页。

☺“Setup”标签页:“Optimization Type”选项用于设定优化的方式,ADS提供了多种优化方式,最为常用的优化方式主要有随机优化、梯度优化、离散优化。随机优化支持连续或者离散的变量,梯度优化仅支持连续的变量,而离散优化只支持离散的变量。对于本范例,由于之前设定的优化变量Z0为连续的变量,因此选择随机优化或者梯度优化均可。对于一些优化变量和优化目标较多的电路,推荐使用先运行随机优化,再运行梯度优化的办法。

☺“OptGoal”选项:用户可以自己选择需要优化的目标,如果需要优化电路中所有的目标,勾选“Use All Goals in Design”。

☺“OptVar”选项:用户可以指定优化的变量,如果需要电路中所有的优化变量都参与优化,则勾选“Use All Optimization Variables in Design”。

图1-9 优化设定窗口

☺“Stopping criterion”选项:用于指定优化迭代次数,优化迭代次数的初始值为25。对于随机优化,推荐初始值为25~100,对于梯度优化,推荐初始值小于10。

本例中,Setup标签页中选择优化方式为梯度,使用电路中所有的优化目标和优化变量,优化迭代次数设为5。对于Optim控件中的“Parameters”和“Display”标签页,使用默认的设定即可。

(6)优化控件设定好以后,需要对优化目标进行设定。双击优化目标控件,在弹出的窗口的“Goal Information”标签页中有如下选项:

☺ Expression:用于定义优化变量的表达式,ADS允许优化变量为变量或者变量构成的运算公式,本例中需要优化的目标为输入或输出端口的反射系数,因此设定为“dB(S11)”。

☺ Analysis:用于定义优化相关的仿真器,在本例中优化变量S11是需要由S参数仿真器“SP1”生成的。

☺ Weight:用于定义优化目标的权重值,如果在电路优化中有多个优化目标,则可以根据优化变量的重要性定义目标在优化中的权重,该权重值越大表明优化变量的权重值越高。本例中由于仅包含一个优化目标,因此权重值使用默认的1。

☺ Sweep variables:该选项可以用来定义优化目标的有效频率或时域范围,用户可以设定在某个频段或时间段内对优化目标进行优化。勾选相应的频率或者时间项以后,就可以在限定线的设定选项中设置频率或者时间范围了。

☺ Limit lines:该选项下可以定义优化目标的优化条件,有大于、小于、等于、区间内、区间外总共五种定义方法,用户需要根据自己优化电路的决定选择限制范围。在本例中,优化的目标为S11尽可能的小,所以可设定限制线为小于-100。代表希望的反射系数能小于-100 dB。设置好的优化目标控件如图1-10所示。

图1-10 优化目标窗口

(7)完成的电路如图1-11所示。

图1-11 最终电路 6Cv+l6lQdGG2VVOlZZMf+EuoGxELk9bSRae2t6lpCLObgrHiOuPX2oxL3q4opAyF

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