椭圆低通滤波器设计仿真课程设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流椭圆低通滤波器设计仿真课程设计.精品文档.摘 要滤波器是自动控制、信号处理和通信领域重要组成部分，广泛运用各个系统中。ADS（Advanced Design System）软件是安捷伦公司开发的电子设计自动化软件，功能强大，仿真手段丰富多样，并可对设计结果进行优化，是非常优秀的微波电路设计工具。它的版面计算功能和建模功能，能够精确的对滤波器的匹配电路进行优化和计算。本文是通过利用ADS自带的滤波器设计向导实现椭圆低通滤波器的设计，介绍了椭圆型滤波器的基本原理和设计理念，给出了基于ADS设计滤波器的基本步骤和怎么利用ADS对设计进行优化。关键词

2、：滤波器设计，ADS，仿真ABSTRACTFilter is an important part of automatic control, signal processing and communications, widely used in various systems. ADS (Advanced Design System) software is electronic design automation software developed by Agilent, powerful, means rich and diverse, and to optimize the desi

3、gn, it is a very nice microwave circuit design tools. Its layout calculation and modeling capabilities, able to accurately to optimize filter matching circuit and calculation. This is through the use of ADSs filter design guide implementation of elliptic low-pass filter design, introduces the basic

4、principles and elliptic filter design concepts, design based on ADS filter is given the basic steps and how to use your ADS to optimize the designKey words: filter design, ADS, simulation目录第1章引言11.1背景和意义11.1 滤波器的发展前景11.2 滤波器的前景21.3 本次的主要任务2第2章LC滤波器32.1滤波器的介绍32.2滤波器的分类32.3滤波器的主要参数（Definitions)42.4滤波器

5、的特性指标52.4.1特征频率52.4.2增益与衰耗62.4.3阻尼系数与品质因数62.4.4灵敏度62.4.5群时延函数62.5 LC滤波器的工作原理72.6二端口网络的意义92.6.1 S参数的意义92.6.2 S参数的意义11第3章设计的理论基础133.1椭圆滤波器133.2椭圆滤波器的特点133.3低通滤波器143.4 椭圆低通滤波器的设计理论163.5设计计算16第4章ADS的仿真204.1ADS软件介绍204.2设计目标204.3ADS仿真214.3.1运行ADS21第5章总结29参考文献30致谢31第1章 引言1.1背景和意义如今，无线通信技术飞速发展，人们对无线产品的需求迅速增

6、长，滤波器在许多射频微波的应用中扮演重要角色，并随着通信技术的发展而取得不断进展，它们被用来离散或者合成不同的频率，正发挥着巨大的作用。与此同时，无线通信对射频微波滤波器的要求也比以往任何时候都更严格更轻的重量，更小的尺寸，更低的成本。这就要求我们在原有滤波器的理论上更深入的研究其原理和设计方法。我国现有滤波器的种类和所覆盖的频率已基本上满足现有各种电信设备。我国各类滤波器的应用情况：LC滤波器占50%；晶体滤波器占20%；机械滤波器占15%；陶瓷和声表面滤波器各占1%；其余各类滤波器共占13%1。显然，LC滤波器在所有滤波器中仍占据主导地位，对它的研究仍具有重要意义。1.1 滤波器的发展前景

7、凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关

8、电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。1.2 滤波器的前景随着电子工业的发展，对滤波器的性能要求越来越高，

9、功能也越来越多，并且要求它们向集成方向发展。我国滤波器研制和生产与上述要求相差甚远，为缩短这个差距，电子工程和科技人员负有重大的历史责任。1.3 本次的主要任务本文的主要工作是对椭圆低通滤波器进行研究。本论文在总体结构上共分为5章。第1章 引言，本章介绍了滤波器的背景及其发展。第2章 滤波器的基础理论及滤波器各项指标。第3章 介绍各种椭圆滤波器原理与结构，主要对椭圆低通滤波器的原理进分析。第4章 椭圆低通滤波器的设计，对椭圆低通滤波器进行设计并得到仿真结果，对其进行分析。第5章 结论，全文总结。第2章 LC滤波器2.1滤波器的介绍LC滤波器是一种历史最悠久的滤波器，上世纪二十年代已经开始应用。

10、今天，它仍然被广泛应用于电信技术的各个领域中。LC滤波器通常的应用范围可以是小于1G，做的出色的可以做到3G，那需要特殊的材料和工艺以及经验，实际上我们自己在通常情况下，能够做到100M就不错了。2300M以上一般都已经需要使用印制线作为电感。而带宽通常在530%，做得好的可以做到160%。插损一般为212dB。阻带抑制一般可以做到450dB，好的为780dB。国内做得好的当数13所和总参57所上海分所。影响LC滤波器应用的主要障碍是线圈和电容器的参数值比较特殊。也就是说，不能使用标准元件，所用的元件是特别订制的。特别是难以购买到线圈，订制时需要有一定的交货期，如果数量少则价格更高。所以，当需

11、要使用LC滤波器时，往往采用连同设计在内一起交给厂家制作的方法。但是，在对性能有特别要求的场合，设计者如果常备有制作线圈的铁心和绕线架，自己绕制线圈，用RLC测量仪表选择电容器，就能够在短时间内制作出在任意截止频率下的特性都比较陡峭的滤波器。另外，如果是阶数较低的低通滤波器或高通滤波器，也可以用市面上出售的标准品微型电感进行简单的设计。2.2滤波器的分类（1）按元件分类，滤波器可分为：有源滤波器、无源滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、锁相环滤波器、开关电容滤波器等。按信号处理的方式分类，滤波器可分为：模拟滤波器、数字滤波器。（2）按通频带分类，滤波器可分为：低通滤波器、高通滤波器、带

12、通滤波器、带阻滤波器等。除此之外，还有一些特殊滤波器，如满足一定频响特性、相移特性的特殊滤波器，例如，线性相移滤波器、时延滤波器、音响中的计杈网络滤波器、电视机中的中放声表面波滤波器等。（3）按通带滤波特性分类，有源滤波器可分为：最大平坦型（巴特沃思型）滤波器、等波纹型（切比雪夫型）滤波器、线性相移型（贝塞尔型）滤波器等。（4）按运放电路的构成分类，有源滤波器可分为：无限增益单反馈环型滤波器、无限增益多反馈环型滤波器、压控电源型滤波器、负阻变换器型滤波器、回转器型滤波器等。2.3滤波器的主要参数（Definitions)（1）中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的中心频率f

13、0，一般取，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。（2）截止频率（CutoffFrequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。（3）通带带宽（BWxdB）：（下图）指需要通过的频谱宽带，f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB表征滤波器通带带宽参数。分数

14、带宽（fractionalbandwidth）=，也常用来表征滤波器通带带宽。（4）插入损耗（InsertionLoss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。（5）纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。（6）带内波动（PassbandRiplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。（7）带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配：1，失配时。对于一个实际的滤波器而言，满足：1的带宽一般小于BW

15、3dB，其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。（8）回波损耗（ReturnLoss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10|，为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。（9）阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs处衰减量As-IL；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标矩形系数（），（X可为40dB、30dB、20dB等）。滤波器阶数越多矩形度越高即K越接近理想值1，制作难度当然也就越大。（10）延迟

16、（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即。（11）带内相位线性度：该指标表征滤波器对通带内传输信号引入的相位失真大小。按线性相位响应函数设计的滤波器具有良好的相位线性度，但频率选择性很差，限于脉冲、或调相信号传输系统应用。（12）极点：是指在低通或者高通滤波器中，电抗元件的个数，如电感、电容；或者在带通滤波器中电抗元件对的数量。对全极点滤波器而言，其极点和阶数是一致的，并且其极点数量决定了滤波器幅频特性的陡峭程度。（13）寄生响应：是由滤波元件本身的引线及寄生电感、电容等的电抗，在不同的频率下谐振导致。2.4滤波器的特性指标2.4.1特征频率（1）通带截频

17、为通带与过渡带边界点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。（2）阻带截频为阻带与过渡带边界点的频率，在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一人为定的下限。（3）转折频率为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率，在很多情况下，常以fc作为通带或阻带截频。（4）固有频率为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。2.4.2增益与衰耗滤波器在通带内的增益并非常数。（1）对低通滤波器通带增益一般指w=0时的增益；高通指w时的增益；带通则指中心频率处的增益。（2）对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。（3）通带增益变化量Kp指通带内各点增益的最大变化量，如果以d

18、B为单位，则指增益dB值的变化量。2.4.3阻尼系数与品质因数（1）阻尼系数是表征滤波器对角频率为w0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标。（2）阻尼系数的倒数称为品质因数，是价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，。式中的w为带通或带阻滤波器的3dB带宽， w0为中心频率，在很多情况下中心频率与固有频率相等。2.4.4灵敏度（1）滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。滤波器某一性能指标y对某一元件参数x变化的灵敏度记作，定义为： 。（2）该灵敏度与测量仪器或电路系统灵敏度不是一个概念，该灵敏度越小，标志着电路容错能力越强，稳定性也越高。2.4.5

19、群时延函数当滤波器幅频特性满足设计要求时，为保证输出信号失真度不超过允许范围，对其相频特性(w)也应提出一定要求。在滤波器设计中，常用群时延函数价信号经滤波后相位失真程度。群时延函数越接近常数，信号相位失真越小。2.5 LC滤波器的工作原理无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。滤波器是一种二端口网络。它具有选择频率的特性，即可以让某些频率顺利通过。而对其它频率则加以阻拦，目前由于在雷达

20、、微波、通讯等部门，多频率工作越来越普遍。对分隔频率的要求也相应提高；所以需用大量的滤波器。在低频部分。将逐渐为有源滤波器和陶瓷滤波器所替代。在高频部分也出现了许多新型的滤波器，例如：螺旋振子滤波器、微带滤波器、交指型滤波器等等。无源LC电路不易集成，通常电源中整流后的滤波电路均采用无源电路，且在大电流负载时应采用LC电路。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LC型滤波和RC型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。电容滤波一般负载电流较小，可以满足td较大的

21、条件，所以输出电压波形的放电段比较平缓，纹波较小，输出脉动系数S小，输出平均电压UO(AV)大，具有较好的滤波特性RC-型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。图2-1 图2-1电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端，最后由C2再旁路掉。在值一定的情况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合.并联的电容器C在输入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量存储在电容器中。而当输入

22、电压降低时，电容两端电压以指数规律放电，就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电，负载上得到的输出电压就比较平滑，起到了平波作用。若采用电感滤波，当输入电压增高时，与负载串联的电感L中的电流增加，因此电感L将存储部分磁场能量，当电流减小时，又将能量释放出来，使负载电流变得平滑，因此，电感L也有平波作用。利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点，在整流电路的负载回路中串联一个电感，使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小，交流的阻抗大，因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。2.6二端口网络的意义在低频应用中，对于系统的测量我们经常采用一些终端短路、开路的测量方法。但是对于射频系

23、统来说，则可能行不通，因为如果我们采用导线来实现短路情况，但是有时电感在高频下的电感量会非常大，所以不适合测量。此外，高频的情况下，开路也会在终端形成负载电容，所以也不适合。并且，当我们在研究电波传播的时候，此时的反射系数模若等于1，可能会造成器件因震荡而引起的损坏。因此在高频的时候，我们想找到一种合适的测量方法，这里我们引入了S参量，S参量在射频微波电路中应用广泛，对于级联的滤波器，我们也可以很轻松的求得级联的网路S参数。并且利用S参数来研究二端口网络，可以表示网络的大部分参数特性。综上所述，S参数所具有的优点是非常值得我们去研究的。下面我们将对S参数进行简单介绍2.6.1 S参数的意义散射

24、参量又叫S参量(S-parameter)2。在微波波段运用电压和电流表示的各种参量在实际应用中并不方便，首先缺少恒定的微波电压源和微波电流源；其次不容易得到理想的短路或开路终端；在电路的实际应用中，器件并不是处于短路或开路状态，不连续的终端负载将导致有害的电压、电流波反射，并产生可能造成器件损坏的振荡。因此这些参量很难正确地测量。在微波技术中，不管电路形势如何变化，我们可以设法使信号源输出功率保持不变，找到匹配的终端负载。这样根据参考面上归一化的入射波电压和归一化的反射波电压之间的关系导出的散射参量和传输参量就显得更为方便。同时，利用S-parameter就可以在避开不现实的终端条件以及避免造

25、成被测器件(DUT)损坏的条件下，用二端口网络的分析方法确定几乎所有微波器件的特征。图2-2 二端口网络及其S参量图2-5描述了S-parameter定义原理。其中，和分别为端口1的归一化入射电压波和反射电压波；和分别为端口2的归一化入射电压波和反射电压波和分别是输入、输出参考面。用两个参考面上的入射波电压来表示两个参考面上的反射波电压的网络方成为：(2-1)(2-2)或简写为。其中为散射矩阵，、为散射参量由此导出各个参量定义如下：，即当端口2匹配时，端口1的反射系数；，即当端口1匹配时，端口2的反射系数；，即当端口1匹配时，端口2到端口1的传输系数；，即当端口2匹配时，端口1到端口2的传输系

26、数。S-parameter的物理意义是相应端口接匹配负载的情况下所对应的反射系数或传输系数。例如采用S-parameter测试座的矢量网络分析仪就是输入输出端口为50欧姆匹配，输入输出两套收发机系统，这样就可以在被测器件(DUT)一次连接过程中得到所有4个S-parameter。在微波系统中，一般用对数形式来表示S-parameter的4个参量。2.6.2 S参数的意义有在输入端口和输出端口匹配时才能测得S参量，下面我们根据图2-6来介绍如何测量和。图2-3 和的测试系统在图2-6中采用适当的负载阻抗，使2端口负载与传输线特性阻抗匹配。采用这种测试系统，根据反射系数的定义，我们可以得到：(2-

27、3)此外，系统的回波损耗为：(2-4)然后，使输出端口达到匹配，我们可得：(2-5)用信号源电压，与信号源内阻上的电压降之差岭替代可得：(2-7)由上面的式子知，是仅由输出端口的电压和系统的源电压表示，所以同样被用来表示网络正向电压增益。同样，系统的正向功率增益可以由平方表示，如下式所示：(2-8)同理可知，若要测量散射参量和，我们只需要在输出端口加信源并也是输入端口达到匹配状态，这样我们就可以测得:(2-9)(2-10)用信号源电压与信号源内阻上的电压降之差替代可得：(2-11)上式表示的就是反向电压增益。将(2-6)式平方可得反向功率增益。第3章 设计的理论基础3.1椭圆滤波器考尔在193

28、1年提出了采样有限零点设计的滤波器，能更好地逼近理想的高通滤波器的特性。由于这种方法在确定零点的位置时与椭圆函数的许多特性有关，所以称之为椭圆高通滤波器。幅值响应在通带和阻带内都是等波纹的，对于给定的阶数和给定的波纹要求，椭圆滤波器能获得较其它滤波器为窄的过渡带宽，就这点而言，椭圆滤波器是最优的，其幅度函数为：(3-1)式中为波纹参数，而有理函数 的表达式为：(1)当n为奇数时，则：(3-2)(2)当n为偶数时，则：(3-3)3.2椭圆滤波器的特点1、椭圆低通滤波器是一种零、极点型滤波器，它在有限频率范围内存在传输零点和极点。2、椭圆低通滤波器的通带和阻带都具有等波纹特性，因此通带，阻带逼近特

29、性良好。3、对于同样的性能要求，它比前两种滤波器所需用的阶数都低，而且它的过渡带比较窄4、椭圆滤波器的选择性是最好的，但通带和阻带的等波纹特性幅频特性，相位特性的非线性也稍严重。频带一般不宽，较多为20%左右。3.3低通滤波器低通滤波器有很多种：巴特沃斯型低通滤波器、切比雪夫型低通滤波器、逆切比雪夫型低通滤波器、椭圆函数型低通滤波器、贝塞尔型低通滤波器，下图是它们的特性实例：图3-1 切比雪夫型LPF图3-2 巴特沃斯型LPF图3-3 逆切比雪夫型LPF图3-4 椭圆函数型LPF图3-5 贝塞尔型LPF低通滤波器的特点是在通带内比较平坦； 切比雪夫型低通滤波器的是通带内有等波纹的起伏；逆切比雪

30、夫型低通滤波器的特点是阻带内有等波纹的起伏；椭圆函数型低通滤波器的特点是通带内和阻带内有等波纹的起伏；贝塞尔型低通滤波器的特点是衰减特性很差，它的阻带衰减非常缓慢。3.4 椭圆低通滤波器的设计理论椭圆函数低通原型滤波器的通带和阻带都具有切比雪夫低通原型滤波器的特点，它的阻带衰减极点不全在无穷远处，因而这种滤波器的频率选择性很好。通常把（是通带的带边频率，是阻带的带边频率）看作选择性因数。它的倒数是计算这种滤波器参数的椭圆函数的模数，这种椭圆函数的低通滤波器的阻带最小衰减可近似表示为：(3-4)(3-5）要设计一个滤波器首先必须根据给定的通带最大衰减A。或(通带边界上的反射系数)，阻带最小衰减A

31、s，选择性因子k确定所要求的阶数N。在实际应用中，一般都选择fp为基准频率，在这种情况下，通带上限频率和阻带下限频率的归一化值分别为：(3-6)选择性因子k就是与椭圆函数滤波器有关的各椭圆函数的模数。在椭圆函数理论中，k=sin表示模数k，称为模角。由于这4个参数的关系相当复杂，用解析法求解阶数很困难，可用特制的图表确定阶数N。3.5设计计算(1)本文设计的椭圆低通函数滤波器：截止频率为200 MHz；通带内起伏量为05 dB；阻带截止频率为400MHz，阻带内有两个凹陷；特性阻抗：50。因为在阻带内有两个凹波点，所以这滤波器是5阶的椭圆低通滤波器。(3-7)(2)查找归一化表图3-6 带内起

32、伏量为0.5dB时的元件值因为 =2，所以阻带频率（倍）为2是归一化元件值。（3）5阶椭圆低通滤波器模型是：图3-7 5阶椭圆低通滤波器原型（3）确定归一化滤波器元件参数按照图3.6中的表所提供的元件归一化数值，对元件参数进行如下变换。阻带频率倍数为2的所示的所有电容和电感的值除以M，得特性阻抗为1，截止频率为200MHz的元件参数：(4)已知归一化特性阻抗为1，设计的特性阻抗为50，为此我们要求出待测滤波器的特性阻抗与基准滤波器的特性阻抗的比值K。(3-8)为了实现特性阻抗的变换，将中间结果的电感值分别乘以K，将中间结果的电容分别处以K，这样就可以求得截止频率为200MHz，特性阻抗为50的

33、5阶椭圆低通滤波器的所有元件参数值：第4章 ADS的仿真4.1ADS软件介绍在滤波器的设计中，随着各种微波CAD软件(如Advanced Design System)的发展，微波CAD软件可以根据提出的指标和要求进行计算、设计和优化。本文就是利用Agilent公司的微波CAD软件ADS(Advanced Design System)来设计一个带通滤波器。下面就对ADS软件做简单的介绍以及分析平行耦合微带带通滤波器的分析过程。ADS先进设计系统(Advanced Design System)，简称ADS12，是安捷伦科技有限公司(Agilent)为适应竞争形势，为了高效的进行产品研发生产，而设计

34、开发的一款EDA软件。软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者，因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力（尤其在射频微波领域），而得到了广大IC设计工作者的支持。ADS是高频设计的工业领袖。它支持系统和射频设计师开发所有类型的射频设计，从简单到最复杂，从射频微波模块到用于通信和航空航天、国防的MMIC通过从频域和时域电路仿真到电磁场仿真的全套仿真技术，ADS让设计师全面表征和优化设计。单一的集成设计环境提供系统和电路仿真器，以及电路图捕获、布局和验证能力，因此不需要在设计中停下来更换设计工具。ADS电子设计自动化功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-like Simulati

35、on)、频域电路仿真(Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真(EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)、数字信号处理仿真设计（DSP）；ADS支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。4.2设计目标本文设计的椭圆低通函数滤波器：截止频率为200 MHz；通带内起伏量为05 dB；阻带截止频率为400MHz，阻带内有两个凹陷；特性阻抗：

36、50。4.3ADS仿真4.3.1运行ADS图4-1 ADS运行界面2、建立工程图4-2 建立工程3、点击图4.2中【OK】后会弹出一个如图4.3的窗口图4-3 原理图窗口4、点击图4.3中【designguide】后会弹出一选项框。点击【filter】后会弹出一个如图4.4的窗口，图4-4 滤波器选择对话框5、选择【filter control window】，会弹出4.5界面图4-5 滤波器设计向导6、在“Filter DesignGuide”窗口中单击工具栏中的“Component Plalette-All” 按钮，在刚建立的图4.3原理图中将出现一个新的元器件面板“Folter DG-A

37、ll”,如图4.6所示。这个元器件面板列出了滤波器设计向导中的各种滤波器模型。图4-6 “Filter DG-All”元器件面板7、在“Filter DG-All”元器件面板中选择一个双端扣带通滤波器模型（Band-passfi 6.在“Filter DG-All”元器件面板中选择一个双端扣带通滤波器模型（Band-passfilter DT），这时系统将弹出一个提示窗口，点下【OK】键按钮，并将选择的双端口带通滤波器添加到刚开始的原理图中。按下【Esc】键结束命令。 8、重新回到滤波器向导窗口中。在【SmartComponent】下拉框中，选中刚刚插入原理图的带通滤波器【DA_LCBandp

38、assDT1】。然后选择【Filter Assistant】,可以看见滤波器设计窗口中出现了一个带有滤波器参数设置和滤波器幅频曲线的参数设置窗口，根据前面提到的截至频率400MHz、中心频率200MHz, 通带内起伏量为05 dB，输入。图4-7 “Filter Assistant”选项卡中的内容9、再点击图4.7中【Simulation Assistant】选项，相应地改变【Start】,【Stop】，【Step】【Num.of points】数据后，在点击图4.7中的【Redraw】【Design】。然后再回到变换后的窗口，点击窗口中的，然后系统自然生成如下电路图，如图图4-8 滤波器元器

39、件的子电路10、接下来点击 中【Insert】【Template】会弹出如图4.8的窗口，选择其中的【S_Params】【OK】,则系统生成一个如图4,9的电源图4-9 生成电源点击，系统会弹出如下窗口。相应地改变窗口下的【Start】,【Stop】,【Step-size】,【Num.of pts.】数据，再点击【Apply】【OK】。再去调换下面的电源去调换原电路图两边的元器件。11、然后点击原理图窗口上方工具栏中的，则可得到如图4-11所示的仿真图。图4-10 生成的椭圆低通滤波器的响应曲线12、根据要求将相应的要将圆形仿真图转变成如图4.11中的第2，3幅类型图，因此，先删去图中的圆形仿

40、真图，再点击图中，系统会生成如图4.12所示的窗口，选择其中的【S(1，1)】,【S(2，2)】,则可最终生成本次需要的所有仿真图图4-11 图S（1,1），S(1,2)，S(2,1)，S（2,2）把S（1,1），S(1,2)，S(2,1)，S（2,2）放在一张图中。图4-12 生成的椭圆低通滤波器的响应曲线第5章 总结通过本次对椭圆低通滤波器的设计，加强理论知识与动手能力，了解了滤波器的悠久历史，也知道行业中滤波器的重要作用，以及诸多前辈在这块领域里辛勤探索与奉献。虽然在课堂上学到了许多理论知识，也学会使用了ADS，但是自己的实际操作能力不够强，知识不够全面，只有通过查阅资料。在查阅资料的过

41、程中，确实学到很多知识，也对带阻滤波器的原理以及ADS的仿真过程有了更深的了解。在设计过程中遇到不少问题，但在我们组员和钟淑荣老师的帮助，我们完成了论文，由于水平有限，文中难免有些错误和不足之处，恳请各位老师批评指正。参考文献1谢自美. 电子电路设计、实验、测试. 武汉： 华中科技大学出版社，2000-7.2朱明等.微波电路.北京：国防科技大学出版社，1994.3王蕴仪等.微波器件与电路.南京：江苏科学技术出版社，1986.4郑冬等.基于ADS的平行耦合带通滤波器的设计.电子产品世界，2010，57605徐兴福.ADS2008射频电路设计与仿真实例.北京：电子工业出版社，2011-7.6森荣二日.LC滤波器设计与制作.北京：科学出版社，2006.3-4.致谢本文是在钟淑蓉老师的精心指导下完成的。从课程设计的开题到最终完成，他都给予了极大的关怀和帮助，并提出了宝贵的意见。值此论文完成之际，我以诚挚的心情向他表示衷心的感谢。在设计过程中遇到不少问题，但在我们组员的共同努力下找到解决办法，共同进步。感谢我身边一直支持和帮助我的朋友们。在他们的支持、鼓励和帮助下，我度过了非常快乐、幸福、充实的大学生活，让我收获不少。感谢电子科技大学成都学院提供了很好的学习和生活条件。再次感谢所以关心、帮助过我的老师、朋友和亲人，谢谢你们为我做的一切。