ADS实验教程作业2Word文件下载.doc
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C3
L4
C5
L6
C7
L8
16.42p
116.8n
69.96p
206.4n
82.54p
174.9n
46.74p
41.04n
用ADS得到以下仿真模型及结果：
从上图可以看出在100MHz处没有达到20dB的衰减，应该是由阶数N的选取不当导致的，故使N=9重新做
最大平滑原型低通滤波器的参数为：
g10
0.3473
1
1.5321
1.8794
2
选用电容输入型电路，经过阻抗和频率变换后的实际电感电容值为：
C9
14.75p
106.2n
65.06p
199.5n
84.93p
用MATLAB编程画出幅频响应图，程序和结果如下：
closeall
clearall
Z0=50
C1=14.75*10^（-12）;
L2=106.2*10^（-9）;
C3=65.06*10^（-12）;
L4=199.5*10^（-9）;
C5=84.93*10^（-12）;
L6=199.5*10^（-9）;
C7=65.06*10^（-12）;
L8=106.2*10^（-9）;
C9=14.75*10^（-12）;
h=zeros（1,500）;
c=1000000;
fori=1:
1:
501
f=0.2*i;
A1=[10;
j*2*pi*f*C1*c1];
A2=[1j*2*pi*f*L2*c;
01];
A3=[10;
j*2*pi*f*C3*c1];
A4=[1j*2*pi*f*L4*c;
A5=[10;
j*2*pi*f*C5*c1];
A6=[1j*2*pi*f*L6*c;
A7=[10;
j*2*pi*f*C7*c1];
A8=[1j*2*pi*f*L8*c;
A9=[10;
j*2*pi*f*C9*c1];
A=A1*A2*A3*A4*A5*A6*A7*A8*A9;
S=ABCD_to_S（A,Z0）;
h（i）=20*log10（abs（S（2,1）））;
end
f=0:
0.2:
100;
plot（f,h）
gridon
xlabel（'
频率（MHz）'
）;
ylabel（'
衰减（dB）'
以上程序的运行借用了老师给的函数ABCD_to_S.m
二．用同样的方法得到1dB等波纹原型低通滤波器的ADS仿真模型以及结果如下：
三．同理可得9阶线性相移低通滤波器的ADS仿真模型以及结果：
2）DesignaLC0.1dBrippleellipticfunctionLPF（Zo=50ohm）with75+0.7=75.7MHzcutofffrequencyandatleast35dBattenuationat98+0.7=98.7MHz.andcalculateitsfrequencyrespondingcurvebyusingABCDmatrix
根据课本P43页提供的N=5时椭圆函数低通原型滤波器的表格可知，故可以用第一行的数据计算：
用公式可以得到实际的LC的值，如下：
c1
c2
c3
c4
c5
41.10pF
9.676pF
119.8nH
62.69pF
31.22pF
74.04nH
29.49pF
从上图可以看出在98.7MHz处并没有达到35dB的衰减，理论上是可以达到的，可能由于计算参数时四舍五入使得LC的值不够准确导致的。
用MATLAB编程得到频响与相响程序以及结果如下：
C1=41.10*10^（-12）;
C2=9.676*10^（-12）;
L2=119.8*10^（-9）;
C3=62.60*10^（-12）;
C4=31.22*10^（-12）;
L4=74.04*10^（-9）;
C5=29.49*10^（-12）;
p=zeros（1,500）;
A2=[11/（1/（j*2*pi*f*L2*c）+j*2*pi*f*C2*c）;
A4=[11/（1/（j*2*pi*f*L4*c）+j*2*pi*f*C4*c）;
A=A1*A2*A3*A4*A5;
p（i）=angle（S（2,1））;
figure
（2）
plot（f,p）
phase（S（21））'
由上图比较可以看出和用ADS做出来的图形是一样的。
注：
椭圆函数滤波器频率取值大一点以看到阻带内的波纹。
0.在微带基板上设计一个巴特沃斯低通滤波器，其截止频率为1.665GHz，在2倍截止频率处的衰减大于20dB。
微带基板参数εr=4.2,h=1.45mm,t=0.035mm；
要求用matlab计算及ads仿真两种方式给出频率响应。
并比较分布参数与集总参数响应，说明其不同的理由.
步骤1.根据频点2处衰减大于20dB，查表可知滤波器阶数为N=4；
rG=1
L2=1.848
C1=0.7654
rL=1
L4=0.7654
~
C3=1.848
步骤2.由Richards变换将原滤波器中的电容电感用传输线代替，然后根据Kuroda规则将串联传输线等效为并联传输线；
得到电路的拓扑结构如下：
；
ZUE2
ZUE3
ZUE1
Z3
Z2
Z4
Z1
步骤3.将上一步中的阻抗进行反归一化，并根据微带参数确定实际倒带的宽度和长度。
Zue1
Zue2
Zue3
特性阻抗
138.275
78.32
26.765
114.08
92.4
88.27
115.325
宽度
0.18811
1.2047
7.2302
0.41465
0.79801
0.90
0.39898
长度
13.485
12.921
11.923
13.297
13.08
13.037
13.307
步骤4.用ADS进行仿真。
上图分别为ADS仿真的滤波器幅度响应和相位响应，由此可以看出设计基本满足要求。
用matlab仿真结果如下（程序见附件）：
同样用集总参数器件设计该滤波器，
用matlab对所用集总参数电路进行仿真，画出频率响应图如下：
比较分析：
集总参数电路和分布参数电路的频率响应，由于Richards变换的周期性可知分布参数的传输线将集总参数的器件在频率变化映射到，故分布参数低通滤波器会在范围内为正常低通，而是以为截止频率的高通滤波器。
频率再升高是，以为周期重复区间的响应。
而集总参数则没有周期性，只是在相应的频带内满足要求，阻带宽度为。
另外：
无论是用ADS或matlab仿真可以看出，分布参数器件在阻带范围内的滤波器衰减比集总参数的要大很多，本题中分布参数在阻带衰减可达-200dB，而集总参数的阻带衰减是-20dB。
这是因为本身分布参数器件的设计是从集总参数电路中经过变换得到的，而变换只是保证了截止频率点不变，使得阻带截止频率的衰减更大。
附件1：
%巴特沃思低通滤波器微带实现
clc;
clear;
closeall;
%参数
N=4;
%阶数
z0=50;
%输入输出特性阻抗
z1=2.7655;
zue1=1.5664;
z2=0.5353;
zue2=2.2816;
z3=1.848;
zue3=1.7654;
z4=2.3065;
%-----------------------------
symsf;
f0=1.665;
%截止频率，单位GHz
theta=pi*f/（4*f0）;
TH=tan（theta）;
%ABCD矩阵
a1=[1,0;
j*TH/（z1*z0）,1];
a2=[1,0;
j*TH/（z2*z0）,1];
a3=[1,0;
j*TH/（z3*z0）,1];
a4=[1,0;
j*TH/（z4*z0）,1];
b1=[cos（theta）,j*zue1*z0*sin（theta）;
j*sin（theta）/（zue1*z0）,cos（theta）];
b2=[cos（theta）,j*zue2*z0*sin（theta）;
j*sin（theta）/（zue2*z0）,cos（theta）];
b3=[cos（theta）,j*zue3*z0*sin（theta）;
j*sin（theta）/（zue3*z0）,cos（theta）];
A=a1*b1*a2*b2*a3*b3*a4;
S21=2/（A（1,1）+A（1,2）/z0+A（2,1）*z0+A（2,2））;
simplify（S21）;
%画图
w=0:
0.001:
10;
S21=subs（S21,f,w）;
figure
（1）;
plot（w,20*log10（abs（S21）））;
gridon;
axis（[0,10,-100,0]）;
频率（Hz）'
S21,dB'
figure
（2）;
plot（w,unwrap（angle（S21）））;
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