差分低通滤波器设计
课程设计-低通滤波器设计
课程设计-低通滤波器设计(总10页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除2010/2011学年第 2 学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：低通滤波器设计起迄日期： 6 月 13 日～6月 24日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2011 年 6 月12 日课程设计任务书课程设计任务书目录1 设计目的及要 (5)1.1设计目的 (5)1.2设计内容和要求 (5)2 设计原理 (5)2.1 FIR滤波器 (5)2.2窗函数 (6)2.3矩形窗 (7)3 设计过程 (8)3.1 设计流程图 (8)3.2 产生原始信号并分析频谱 (8)3.3 使用矩形窗设计不同特性的数字滤波器 (10)3.4 信号滤波处理 (11)4 实验结果及分析 (12)5 课程设计心得体会 (12)6 参考文献 (13)附录： (14)低通滤波器的设计1 设计目的及要求1.1设计目的设计一种低通滤波器并对信号进行滤波。
低通滤波器的作用是滤去信号中的中频和高频成分，增强低频成分。
要求做到:1.了解MATLAB的信号处理技术；2.使用MATLAB设计低通滤波器，掌握其滤波处理技术；3.对滤波前和滤波后的波形进行时域和频域比较。
1.2设计内容和要求1.熟悉有关采样，频谱分析的理论知识，对信号作频谱分析；2.熟悉有关滤波器设计理论知识，选择合适的滤波器技术指标，设计低通滤波器对信号进行滤波，对比分析滤波前后信号的频谱；3.实现信号频谱分析和滤波等有关MATLAB函数；2设计原理本次课程设计，我们主要是基于矩形窗的FIR滤波器来设计一个低通滤波器。
2.1 FIR滤波器FIR滤波器即有限抽样响应因果系统，其单位抽样响应h(n)是有限长的；极点皆位于z=0处；结构上不存在输出到输入的反馈，是非递归型的。
其系统函数表示为：普通的FIR滤波器系统的差分方程为：式中：N为FIR滤波器的抽头数；x(n)为第n时刻的输入样本；h(i)为FIR滤波器第i级抽头系数。
差模滤波器截止频率
差模滤波器截止频率
差模滤波器是一种常用的模拟滤波器，它是由一个差分放大器和一个RC滤波器组成的。
差模滤波器的截止频率取决于RC滤波器的参数，具体来说，截止频率是由滤波器的电容值和电阻值决定的。
在差模滤波器中，RC滤波器通常采用低通滤波器，其截止频率可以通过以下公式计算：
f_c = 1 / (2πRC)
其中，f_c表示截止频率，R表示电阻值，C表示电容值，π表示圆周率，约等于3.14。
因此，如果我们想要改变差模滤波器的截止频率，可以通过改变RC滤波器的电容值或电阻值来实现。
一般来说，增加电容值或减小电阻值可以降低截止频率，而减小电容值或增加电阻值可以提高截止频率。
需要注意的是，差模滤波器的截止频率不仅取决于RC滤波器的参数，还受到差分放大器的增益影响。
因此，在设计差模滤波器时，需要综合考虑放大器的增益和滤波器的参数，以达到所需的滤波效果。
差分滤波器设计
Application ReportSLWA053B–November2007–Revised April2010 Design of Differential Filters for High-Speed Signal Chains Ken Chan High Speed-Wireless InfrastructureABSTRACTDifferential filters have many desirable attributes.The task of designing differential filters can seem daunting at first.Single-ended filters designed in any filter design package can be converted to a differential implementation.This application report explores simple conversion techniques for low-pass, high-pass,and band-pass LC filters.1IntroductionDifferential signals have many desirable attributes in high-speed signal chains:namely,common-mode rejection from a balanced signal path and matched filter response,immunity from single-ended component parasitic effects,decoupling the signal from requiring a ground reference,and rejection of even-orderharmonics.However,most LC filter design information,techniques,and software are for single-endedsystems.This application report highlights some simple translations that can be made to convert thesingle-ended designs to fully differential designs.Some examples are used to demonstrate thesetranslations.The design of single-ended passive analog LC filters has been simplified greatly by various pieces ofsoftware that can be obtained freely on the Internet.An Internet search for LC filter design yields many results,any of which can be used for this tutorial.This application report uses ELSIE(i.e.,LC)which is freely available for download from the following link as a trial version with some limitations on filter order and usage.For commercial applications,the fullversion should be purchased.For purposes of this application report,the free version is sufficient./elsiedownload.htmlThe SPICE simulator used in this tutorial is the TINA-TI SPICE simulator which can be downloaded from the Texas Instruments Web site at the following link./docs/toolsw/folders/print/tina-ti.htmlThe full TINA version can be purchased from its vendor for access to its full feature set.2Single-Ended to Differential-Ended Filter Translation:2.1Low-Pass,High-Pass,and Band-Pass Filter ImplementationsThe process of designing a differential filter requires the design of a single-ended filter that meets the filter requirements.Freely available tools may be used to generate a single-ended filter with the desirablefrequency response.The low-pass,high-pass and band-pass differential filter implementations arediscussed in the following sections.The single-ended LC low-pass filter can be converted to a differential filter by repeating and folding the design around GND to create the Vin+and Vin-.The GND is removed and the center capacitor values are recalculated:the C is half-value(sum of two series C).The L in the horizontal parallel series paths are kept the same and the load resistor is doubled(sum of two series R).The process is illustrated inFigure1.1 SLWA053B–November2007–Revised April2010Design of Differential Filters for High-Speed Signal ChainsVinR26L2522Hm R25100WR28L2622Hm 100W22HmR31L2822Hm 100W22Hm WVout-Vin-L322Hm R10100W V OUTV V R2100WL122Hm OUTOUT-WL322Hm R10100W V OUTV V R2100WL122Hm R1200WOUT OUT-Figure 1.Conversion Process From Single-Ended to a Differential FilterFigure 2.Shunt Capacitor Input Low-Pass FilterFigure 3.Series Inductor Low-Pass FilterAll four of these produce the same response as shown in Figure 4.2Design of Differential Filters for High-Speed Signal Chains SLWA053B–November 2007–Revised April 2010WC21.1 nFR10V INOUTV V R2C11.1 nFWOUT OUT-Figure 4.Low-Pass Filter Response for All Four Low-Pass Filters.Similar circuits can be translated for a simple LC high-pass filter.The circuit is folded along the GND point,the vertical series elements are added and the horizontal elements remain the same.This results in doubling the vertical inductors and load,similar to the approach used for the low-pass filters.Figure 5.Series Capacitor Input High-Pass Filter3SLWA053B–November 2007–Revised April 2010Design of Differential Filters for High-Speed Signal ChainsC41.1 nFR6V OUTVVR8C51.1 nFOUTOUT-Figure 6.Shunt Inductor High-Pass FilterAll four high-pass filters have the same frequency response as shown in Figure 7.Figure 7.Frequency Response for All Four High-Pass FiltersThis same principle holds for more complex BPF architectures.The single-ended filter is reflected around the GND point,the GND is removed,and the middle elements are added together.Figure 8provides an example of a third-order Butterworth BPF.4Design of Differential Filters for High-Speed Signal Chains SLWA053B–November 2007–Revised April 2010V INOUTC7 55.5 pFV INOUTC8 55.5 pFV IN-OUT-Figure 8.Example of Third-Order Butterworth Band-Pass FilterFigure 9.Frequency Response of the Third-Order Butterworth Band-Pass FilterFigure 10provides an example of a third-order Cauer BPF with some parallel horizontal elements.Performing the translation results in the network on the right.Both these filters have the same frequency response.5SLWA053B–November 2007–Revised April 2010Design of Differential Filters for High-Speed Signal ChainsV INOUTC18 51 pFC15 185 pFV INOUTV IN-OUT-C22 51 pFC19 185 pFImplementation and Simulation NotesFigure 10.Example of Third-Order Cauer Band-Pass FilterFigure 11.Frequency Response of Third-Order Cauer Band-Pass Filter3Implementation and Simulation NotesNote that all of the networks should show a 6-dB loss due to the voltage divider created by the 100-Ωsource impedance and the 100-Ωtermination impedance.In the voltage source simulation,the transfer function response is determined with the voltage signal source at the input to the source impedance,in effect grouping the response of the source-to-termination resistor divider into the response of the filter.A 2x VCVS was used at the output of the voltage source to account for this fixed 6-dB loss in the resistor divider and to highlight the actual response of the LC network.6Design of Differential Filters for High-Speed Signal Chains SLWA053B–November 2007–Revised April 2010 Summary 4SummaryThe task of designing differential LC filters can seem daunting at first.But by using some basicsingle-ended filter design tools and applying some simple translations,it is possible to design differential LC filters to have the same response as the single-ended filter.The examples in this document haveshown that this method can be applied to any singled-ended LC filter network to produce a passiveequivalent differential filter.7 SLWA053B–November2007–Revised April2010Design of Differential Filters for High-Speed Signal ChainsIMPORTANT NOTICETexas Instruments Incorporated and its subsidiaries(TI)reserve the right to make corrections,modifications,enhancements,improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice.Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete.All products are sold subject to TI’s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment.TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with TI’s standard warranty.Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty.Except where mandated by government requirements,testing of all parameters of each product is not necessarily performed.TI assumes no liability for applications assistance or customer product design.Customers are responsible for their products and applications using TI components.To minimize the risks associated with customer products and applications,customers should provide adequate design and operating safeguards.TI does not warrant or represent that any license,either express or implied,is granted under any TI patent right,copyright,mask work right, or other TI intellectual property right relating to any combination,machine,or process in which TI products or services are rmation published by TI regarding third-party products or services does not constitute a license from TI to use such products or services or a warranty or endorsement e of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual property of the third party,or a license from TI under the patents or other intellectual property of TI.Reproduction of TI information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alteration and is accompanied by all associated warranties,conditions,limitations,and notices.Reproduction of this information with alteration is an unfair and deceptive business practice.TI is not responsible or liable for such altered rmation of third parties may be subject to additional restrictions.Resale of TI products or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that product or service voids all express and any implied warranties for the associated TI product or service and is an unfair and deceptive business practice.TI is not responsible or liable for any such statements.TI products are not authorized for use in safety-critical applications(such as life support)where a failure of the TI product would reasonably be expected to cause severe personal injury or death,unless officers of the parties have executed an agreement specifically governing such use.Buyers represent that they have all necessary expertise in the safety and regulatory ramifications of their applications,and acknowledge and agree that they are solely responsible for all legal,regulatory and safety-related requirements concerning their products and any use of TI products in such safety-critical applications,notwithstanding any applications-related information or support that may be provided by TI.Further,Buyers must fully indemnify TI and its representatives against any damages arising out of the use of TI products in such safety-critical applications.TI products are neither designed nor intended for use in military/aerospace applications or environments unless the TI products are specifically designated by TI as military-grade or"enhanced plastic."Only products designated by TI as military-grade meet military specifications.Buyers acknowledge and agree that any such use of TI products which TI has not designated as military-grade is solely at the Buyer's risk,and that they are solely responsible for compliance with all legal and regulatory requirements in connection with such use. TI products are neither designed nor intended for use in automotive applications or environments unless the specific TI products are designated by TI as compliant with ISO/TS16949requirements.Buyers acknowledge and agree that,if they use any non-designated products in automotive applications,TI will not be responsible for any failure to meet such requirements.Following are URLs where you can obtain information on other Texas Instruments products and application solutions:Products ApplicationsAmplifiers Audio /audioData Converters Automotive /automotiveDLP®Products Communications and /communicationsTelecomDSP Computers and /computersPeripheralsClocks and Timers /clocks Consumer Electronics /consumer-appsInterface Energy /energyLogic Industrial /industrialPower Mgmt Medical /medicalMicrocontrollers Security /securityRFID Space,Avionics&/space-avionics-defenseDefenseRF/IF and ZigBee®Solutions /lprf Video and Imaging /videoWireless /wireless-appsMailing Address:Texas Instruments,Post Office Box655303,Dallas,Texas75265Copyright©2010,Texas Instruments Incorporated。
FilterPro低通滤波器设计工具使用中文手册
应用报告ZHCA0 – 00 年 月FilterPro TM MFB 及Sallen-Key低通滤波器设计程序运算放大器应用, 高性能线性产品John Bishop, Bruce Trump, R. Mark StittFilterPro 低通滤波器设计程序2 巴特沃兹（最大幅度平坦度）3 切比雪夫（等纹波幅度）3 贝塞尔（最大时间延迟平坦度） 3 概述5 巴特沃兹响应 5 切比雪夫响应 5 贝塞尔响应 5电路实现6 MFB 拓扑6 Sallen-Key 拓扑 7使用FilterPro 程序7 计算机要求 7 安装 7 入门 7 程序特点 9 打印结果 9 敏感度9 MFB 及Sallen-Key 拓扑的fn 敏感度 9 Q 值敏感度9 使用敏感度显示特性10 使用籽电阻(Seed Resistor)设定 10 电容值11 针对运算放大器输入电容进行补偿——仅用于Sallen-Key 拓扑 11 电容选择11 使用fn 及Q 值显示 12运算放大器选择12 运算放大器带宽12运算放大器转换频率12UAF42通用有源滤波器13摘要尽管低通滤波器在现代电子学领域的地位越来越重要，但其设计及定型工作仍是冗长乏味且耗时巨大的。
FilterPro 程序设计用于辅助低通滤波器设计，以实现多反馈(MFB)及Sallen-Key 拓扑。
本报告可作为FilterPro 操作指南，同时还包括了其他方面的问题，记述了设计人员涉足该程序的必备信息以及程序所交付的功能。
目录FilterPro 是德州仪器的注册商标。
ZHCA053FilterPro TM MFB及Sallen-Key低通滤波器设计程序电流反馈放大器13全差分放大器13 MFB滤波器响应示例14结论15图片目录图1. 偶数阶（4极点）、3 dB纹波切比雪夫滤波器的频率响应（截止于0 dB）4图2. 奇数阶（5极点）、3 dB纹波切比雪夫滤波器的频率响应（截止于-3 dB）4图3. 图3. 实极点部件（单位增益、一阶巴特沃兹；f-3dB=1/2π×R1×C1）4图4. 二阶低通滤波器4图5. 三阶低通滤波器4图6. 采用层叠复极点对部件的偶数阶低通滤波器5图7. 采用层叠复极点对部件+单实极点部件的奇数阶低通滤波器5图8. MFB复极点对部件（增益= - R2/R1）6图9. Sallen-Key复极点对部件，单位增益（增益=1）6图10. Sallen-Key复极点对部件（增益= 1+ R4/R3）6图11. FilterPro的屏幕显示，展示了40 dB了益的9极点MFB滤波器8图12. 三阶低通滤波器驱动ADC 13图13. 5阶20 kHz巴特沃兹、切比雪夫及贝赛尔单位增益MFB低通滤波器的增益随频率的变化，所示为总体滤波器响应14图14. 5阶20 kHz巴特沃兹、切比雪夫及贝赛尔单位增益MFB低通滤波器的增益随频率的变化，所示为过渡带(T ransition-band)的详细情况14图15. 5阶20 kHz巴特沃兹低通MFB滤波器的阶跃响应14图16. 5阶20 kHz 切比雪夫低通MFB滤波器的阶跃响应14图17. 5阶20 kHz贝赛尔低通MFB滤波器的阶跃响应15图18. 三种20 kHz MFB低通滤波器的实测失真15表格目录表1. 滤波器电路vs.滤波器介数6FilterPro低通滤波器设计程序源自德州仪器的FilterPro程序使有源低通滤波器的设计工作变得更为轻松。
FilterPro低通滤波器设计工具使用中文手册
应用报告ZHCA0 – 00 年 月FilterPro TM MFB 及Sallen-Key低通滤波器设计程序运算放大器应用, 高性能线性产品John Bishop, Bruce Trump, R. Mark StittFilterPro 低通滤波器设计程序2 巴特沃兹（最大幅度平坦度）3 切比雪夫（等纹波幅度）3 贝塞尔（最大时间延迟平坦度） 3 概述5 巴特沃兹响应 5 切比雪夫响应 5 贝塞尔响应 5电路实现6 MFB 拓扑6 Sallen-Key 拓扑 7使用FilterPro 程序7 计算机要求 7 安装 7 入门 7 程序特点 9 打印结果 9 敏感度9 MFB 及Sallen-Key 拓扑的fn 敏感度 9 Q 值敏感度9 使用敏感度显示特性10 使用籽电阻(Seed Resistor)设定 10 电容值11 针对运算放大器输入电容进行补偿——仅用于Sallen-Key 拓扑 11 电容选择11 使用fn 及Q 值显示 12运算放大器选择12 运算放大器带宽12运算放大器转换频率12UAF42通用有源滤波器13摘要尽管低通滤波器在现代电子学领域的地位越来越重要，但其设计及定型工作仍是冗长乏味且耗时巨大的。
FilterPro 程序设计用于辅助低通滤波器设计，以实现多反馈(MFB)及Sallen-Key 拓扑。
本报告可作为FilterPro 操作指南，同时还包括了其他方面的问题，记述了设计人员涉足该程序的必备信息以及程序所交付的功能。
目录FilterPro 是德州仪器的注册商标。
ZHCA053FilterPro TM MFB及Sallen-Key低通滤波器设计程序电流反馈放大器13全差分放大器13 MFB滤波器响应示例14结论15图片目录图1. 偶数阶（4极点）、3 dB纹波切比雪夫滤波器的频率响应（截止于0 dB）4图2. 奇数阶（5极点）、3 dB纹波切比雪夫滤波器的频率响应（截止于-3 dB）4图3. 图3. 实极点部件（单位增益、一阶巴特沃兹；f-3dB=1/2π×R1×C1）4图4. 二阶低通滤波器4图5. 三阶低通滤波器4图6. 采用层叠复极点对部件的偶数阶低通滤波器5图7. 采用层叠复极点对部件+单实极点部件的奇数阶低通滤波器5图8. MFB复极点对部件（增益= - R2/R1）6图9. Sallen-Key复极点对部件，单位增益（增益=1）6图10. Sallen-Key复极点对部件（增益= 1+ R4/R3）6图11. FilterPro的屏幕显示，展示了40 dB了益的9极点MFB滤波器8图12. 三阶低通滤波器驱动ADC 13图13. 5阶20 kHz巴特沃兹、切比雪夫及贝赛尔单位增益MFB低通滤波器的增益随频率的变化，所示为总体滤波器响应14图14. 5阶20 kHz巴特沃兹、切比雪夫及贝赛尔单位增益MFB低通滤波器的增益随频率的变化，所示为过渡带(T ransition-band)的详细情况14图15. 5阶20 kHz巴特沃兹低通MFB滤波器的阶跃响应14图16. 5阶20 kHz 切比雪夫低通MFB滤波器的阶跃响应14图17. 5阶20 kHz贝赛尔低通MFB滤波器的阶跃响应15图18. 三种20 kHz MFB低通滤波器的实测失真15表格目录表1. 滤波器电路vs.滤波器介数6FilterPro低通滤波器设计程序源自德州仪器的FilterPro程序使有源低通滤波器的设计工作变得更为轻松。
差分低通滤波器设计
优化目标的设置（续）
第二十六页，课件共有36页
进行参数优化
设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可以 进行参数优化了。
点击工具栏中的Simulate 按钮就开始进行优化仿真了。在
优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果(见下页图)，其 中的CurrentEF表示与优化目标的偏差，数值越小表示越接近优 化目标，0表示达到了优化目标，下面还列出了各优化变量的值， 当优化结束时还会打开图形显示窗口。
注意仿真中使用模型的适用范围，如： 小信号模型就不能用来看三阶交调等非 线性的曲线，微带仿真的时候，注意 L>W，软件的模型才是对的。
第六页，课件共有36页
仿真中要注意的几个问题（续）
3.注意如何规划仿真，才能尽快得到需要 的电路
按照先局部后整体的优化原则，切忌直 接全局优化，最好能够预先计算设置优 化元件的初值；
第三十二页，课件共有36页
选择仿真曲线参数及其单位
第三十三页，课件共有36页
观察仿真曲线
第三十四页，课件共有36页
观察仿真曲线（续）
观察S21和S11曲线是否满足指标 要求，如果已经达到指标要求， 该仿真过程也就结束，否则可以 通过改变优化目标、优化变量的 取值范围、优化方法以及优化次 数进行适当的调整。
提前对模块、方案和系统的性 能进行论证，对目标实现的可行性 进行分析，从而避免人力和物力资 源的浪费，提高效率，节省资源。
第三页，课件共有36页
ADS的主要应用
射频和微波电路的设计 ； 通信系统的设计 ； RFIC设计 ； DSP设计； 向量仿真 ；
第十页，课件共有36页
创建新的工程文件（续）
工程文件创建完毕后主窗口变为下图所示
差分滤波器 20141120
H ( e j ) j
k 1
M
k
m
m 1
M
sin( k )
2
(1 7)
当 M=2 时：
y (n) (1 2 2 ) / 10
当 M=3 时：
y (n) (1 2 2 3 3 ) / 28
这类差分器又称 Lanczos 差分器。
1.3.4 平滑化差分
上述方法求出的差分滤波器是在最小平法意义上的最佳的低阶， 低通滤波器。 在非实时处理 信号时， 可以很方便的用于信号的差分。 但是由于这类差分系数不是整数， 所以在实时应用， 特别是汇编语言程序时，仍然不好使用。
1.2 集中常见的整系数差分滤波器 1.2.1 单纯的 M 次差分
这是一种简单的差分算法，若记
这是一种将数据的平滑和差分结合的方法，目的在于使 H (e ) 在低频段更好的接近 j ， 在高频段具有更大的衰减，以获得好的低通特性。该方法如下图：
j
图中 w( n) 是加权函数，他满足：
w(n) w(n)
且
n L
w(n) 1
L
(7.7.21)
差分器的输出：
y (n)是以n N为中心，对2 L - 1点的原始数据加权平滑后的差分，即： y ( n) 1 2N
对应的频率响应是：
L 1 sin( N k ) L N N (2 L 1) k L j H (e ) L 1 sin( N k ) LN N (2 L 1) k L2 N 1
(7.7.27)
由于这类差分滤波器把平滑（或平均）和差分结合，因而获得了较好的通带和阻带特性， 其 性能和之前讨论的最佳线性滤波器的性能和接近。因此这类差分器被称为次最佳差分器。 由（7.7.26）可以看出，若不考虑公共系数，即
理解和设计通信系统中的差分滤波器
理解和设计通信系统中的差分滤波器当提到通信系统时，比起单端电路，差分电路总是能提供更加优良的性能。
它们具有更高的线性度、抗共模干扰信号性能等。
但是，相比较单端50欧姆系统，差分电路显得更神秘一些。
某些RF工程师认为很难设计、测试和调试它们，对于差分滤波器尤其如此。
是时候揭开差分滤波器设计的神秘面纱了。
RF信号链应用中差分电路的优点用户利用差分电路可以达到比利用单端电路更高的信号幅度。
在相同电源电压下，差分信号可提供两倍于单端信号的幅度，它还能提供更好的线性度和SNR性能。
图1.差分输出振幅差分电路对外部EMI和附近信号的串扰具有很好的抗扰性。
这是因为接收的有用信号电压加倍，噪声对紧密耦合走线的影响在理论上是相同的，它们彼此抵消。
差分信号产生的EMI 往往也较低。
这是因为信号电平的变化（dV/dt或dI/dt）产生相反的磁场，再次相互抵消。
差分信号可抑制偶数阶谐波。
以下展示了连续波(CW)通过一个增益模块的示例。
当使用一个单端放大器时，如图2所示，输出可表示为公式1和公式2。
图2.单端放大器(1) (2)当使用一个差分放大器时，输入和输出如图3所示，表示为公式3、公式4、公式5和公式6。
图3.差分放大器(3) (4) (5) (6)理想情况下，输出没有任何偶数阶谐波，使得差分电路成为通信系统一个更好的选择。
理解和设计通信系统中的差分滤波器截止频率、转折频率或拐点频率是系统频率响应的边界，此时流经系统的能量开始减少（衰减或反射），而不是自由通过。
图4.3 dB截止频率点带内纹波指通带内插入损耗的波动。
图5.带内纹波相位线性度指相移与目标频率范围内的频率成比例的程度。
图6.相位线性度群延时衡量一个穿过受测器件的信号的各种正弦成分幅度包络的时间延迟，它与各成分的频率相关。
图7.群延时表1.滤波器比较图8.巴特沃兹滤波器S21响应图9.椭圆滤波器S21响应图10.贝塞尔滤波器S21响应图11.切比雪夫I型滤波器S21响应图12.切比雪夫II型滤波器S21响应通信接收链中的IF滤波器基本上是低通滤波器或带通滤波器，它用于抑制混叠信号以及有源器件产生的杂散，包括谐波和IMD产物等。
差分信号共模电压ADC输入电路设计
VFA输出端的电压要通过一个低通滤波器再送到CFA正向输入端。它是由一个1k欧姆电阻和0.1uF电容组成的。可以有效的滤除信号中的噪声，20欧姆电阻可以降低系统Q值，保持系统稳定。
混频器和运放之间的LC滤波器用一个电阻Rg做端接。通常，如果运放是VFA，这个端接电阻会导致滤波器通带之外运放“虚地”点的等效阻抗增大。但是，如果用CFA，就不会用这个问题。CFA开环增益会在300MHz左右下降，反向输入端依然可以保持低阻抗，因为CFA内部有开环buffer驱动输入级，可以保持输入级的低阻抗。这些buffer的带宽大于1.5GHz，所以即使信号频率高于CFA带宽，负输入端依然可以保持低阻抗。
Rg和RF共同组成运放的增益。与VFA不一样，CFA的Rf 值需要参考器件推荐的值。Rf过大，会对运放过补偿，降低带宽，增大电流噪声。Rf过小，会在输出端产生过冲。图中的值是针对EL5167带宽大于400MHz应用的典型值。
运放输出端是一对差分RLC滤波器。选择器件参数时首先是选择符合ADC输入特性的电容值。电感值较小更合适，以免电感自身谐振频率落在滤波器通带之内。串联电阻的作用是将运放与其感性/容性负载隔离，保持运放稳定，还能对ADC输入起到一定的保护作用，避免过大的电流流入ADC，但是会造成一定的信号衰减。最后是一个并联电阻，实际上ADC内部输入端也有这样一个电阻，这两个电阻并联将阻值减半。这个电阻感应信号的共模电压，而又对信号本身不产生影响。这个滤波器为二阶低通滤波器，截止频率102MHz，Q值0.9。这样信号会有轻微过冲，但是二阶-3dB带宽123MHz。结合KAD5610P-25，双10bit，250MSPS FemtoCharge ADC，滤波器可以有效的滤除信号链及放大器带来的噪声。在采样率250MSPS时，ADC输入DC电流大约是1.1mA，而从放大器到ADC之间的阻抗为60.4欧姆，那么DC电压降为66.4mV。这个电压降可以用ISL28113组成的反馈补偿网络来补偿。
差分LC滤波器在通信电路中的设计和应用
０ 引ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
随着无线通信 的快 速发展，在无线通信领域 的射 中频和 射中频芯片设计中， 尤其是零 中频或直接变频 的通信系统 中，
出现了越来越多的差分电路。因为差 分电路不仅 可抑制 一部
是直接建立模 型并通过仿真软件逐步优化来设计 ；另一种 是
通过设计一个单端 Ｌ Ｃ滤波器再进行转化 。 考虑 到差分信 号的对称性 ， 理论上来说， 射 中频差分 Ｌ Ｃ 滤波器这两个差分支路的值 、 尺寸 、 结构和版图一般是对称 的， 差分 Ｌ Ｃ滤波器 的基本模型可 以如下 图 ｌ 来表示：
ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ 。 Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ＬＣ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｓ；ｔ ｈ ｅｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｗａ ｙ；Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｎｉ ｎｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＧＵ０ Ｙｕ ｅ ｉ ｆ ｎ ｇ， Ｈｕ Ｔ ａ ｎ ｇ， Ｚｈ ｏ ｕＴ ａ ｏ
（ Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ｉ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ， Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ １ ２ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
使 之可 以更 好 的在 实践 中得 以应 用 ， 这 些 问题 仍 然有 待研 究 和解 决 。
载 贼
＝ 蔷
计算时 ， 应 根据 实际测得值进 行适当的校正 。
４ ． ３ 其他 因素 ｍ
器具有结构简单 、 可靠性较高、 成本低 、 插损 比较小的特点， 是 抑制射 中频差 分信 号外带干扰 的很好选 择。
iir数字滤波器设计实验总结
iir数字滤波器设计实验总结IIR数字滤波器设计实验总结一、设计目的IIR数字滤波器是数字信号处理中的一种常见滤波器。
本次实验的设计目的在于掌握IIR数字滤波器的设计方法，并掌握MATLAB软件工具在数字信号处理中的应用。
二、设计原理IIR数字滤波器是由反馈和前馈两个滤波器组成的结构，具有无限长冲激响应的特点。
其中反馈滤波器主要用于抑制高频信号，前馈滤波器则用于增益低频信号。
IIR数字滤波器通常使用差分方程表示，并通过z变换将其转化为传递函数形式。
三、设计步骤1. 选择滤波器类型和参数在实验中，我们主要采用了IIR低通滤波器的设计。
根据设计要求，选择滤波器的截止频率、通带增益和阻带衰减等参数。
2. 设计IIR滤波器传递函数根据选择的滤波器类型和参数，采用MATLAB软件中的fdatool工具箱进行设计，生成IIR滤波器的传递函数。
3. 实现数字滤波器将生成的传递函数导入到MATLAB软件中，进行编程实现，实现数字滤波器。
四、实验结果1. 对IIR数字滤波器进行功能验证采用MATLAB软件中的测试向量，对IIR数字滤波器进行功能验证。
比较输入信号和输出信号的波形和频谱图，验证滤波器的正确性。
2. 对IIR数字滤波器的性能进行测试采用不同波形和频率的信号，对IIR数字滤波器的性能进行测试。
比较滤波器输出信号和参考信号的波形和频谱图，评估滤波器的性能。
五、实验体会通过本次实验，我们学会了IIR数字滤波器的设计方法和MATLAB软件的应用技巧。
同时，我们也深刻理解了数字信号处理中常见的滤波器的工作原理和特点。
此外，实验还培养了我们的编程实践能力和信号处理思维能力。
六、总结IIR数字滤波器是数字信号处理中常用的滤波器，其设计方法和MATLAB软件的应用技巧都是数字信号处理领域中必备的知识点。
通过本次实验，我们深刻理解了滤波器的工作原理和特点，并在编程实践中掌握了数字信号处理的基本技能，收益颇丰。
ADL5565差分放大器与AD9467 ADC接口电路设计说明书
为窄带、高中频、16位、250 MSPS 接收机前端设计带通滤波器的谐振匹配方法评估和设计支持设计和整合文件原理图、布局文件、物料清单电路功能与优势图1所示的电路是一款16位、250 MSPS 、窄带、高中频接收机前端，其中在ADL5565差分放大器与AD9467 ADC 之间提供最佳接口。
AD9467是一款缓冲输入16位、200 MSPS 或250 MSPS ADC ，具有约75.5 dBFS 的SNR 性能和介于95 dBFS 与98 dBFS 之间的SFDR 性能。
由于具有高输入带宽、低失真和高输出线性度，ADL5565差分放大器适合驱动中频采样ADC 。
本电路笔记介绍了如何设计接口电路和抗混叠滤波器才能在保持高性能的同时确保最低信号损耗的系统化过程。
使用谐振匹配方法来设计最平坦的巴特沃兹四阶带通滤波器，中心频率为200 MHz 。
电路描述使用差分放大器来驱动高速ADC 的优势包括信号增益、隔离和ADC 与源阻抗匹配。
ADL5565允许6 dB 、12 dB 或 15.5 dB 的引脚绑定增益调整。
或者，通过对输入应用两个外部电阻，可在0 dB 至15.5 dB 范围内实现更精细的增益步进。
此外，ADL5565具有高输出线性度、低失真、低噪声和宽输入带宽。
3 dB 带宽为6 GHz ，0.1 dB 平坦度为1 GHz 。
ADL5565能实现大于50 dB 的输出三阶交调截点(OIP3)。
10560-001图1. 使用ADL5565差分放大器和AD9467 ADC 完成窄带高中频应用的谐振滤波器设计电路笔记Rev.0Circuits from the Lab™ circuits from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any Circuits from the Lab circuits. (Continued on last page)One Technology Way, P .O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 /zh Fax: 781.461.3113 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved.为实现ADL5565和AD9467必须提供的最佳性能水平，必须严格遵循各数据手册中指定的设计原则。
FIR滤波器设计与实现-毕业设计
FIR滤波器设计与实现-毕业设计实验二 FIR滤波器设计与实现班级：10通信成员：一、实验目的通过实验巩固FIR滤波器的认识和理解。
熟练掌握FIR低通滤波器的窗函数设计方法。
理解FIR的具体应用。
二、实验内容在通信、信息处理以及信号检测等应用领域广泛使用滤波器进行去噪和信号的增强。
FIR滤波器由于可实现线性相位特性以及固有的稳定特征而等到广泛应用，其典型的设计方法是窗函数设计法。
设计流程如下：（1）设定指标：截止频率fc，过渡带宽度△f，阻带衰减A。
（2）求理想低通滤波器（LPF）的时域响应hd（n）。
（3）选择窗函数w（n），确定窗长N。
（4）将hd（n）右移（N-1）/2点并加窗获取线性相位FIR滤波器的单位脉冲响应h（n）。
（5）求FIR的频域响应H（e），分析是否满足指标。
如不满足，转（3）重新选择，否则继续。
（6）求FIR的系统函数H（z）。
（7）依据差分方程由软件实现FIR滤波器或依据系统函数由硬件实现。
实验要求采用哈明窗设计一个FIR低通滤波器并由软件实现。
哈明窗函数如下：w（n） 0.54-0.46cos（），0≤n≤N-1；设采样频率为fs 10kHz。
实验中，窗长度N和截止频率fc应该都能调节。
具体实验内容如下：（1）设计FIR低通滤波器（FIR_LPF）（书面进行）。
（2）依据差分方程编程实现FIR低通滤波器。
（3）输入信号x（n） 3.0sin（0.16）+cos（0.8）到fc 2000Hz，N 65的FIR_LPF，求输出信号y（n），理论计算并画出0≤f≤fs范围输入信号x（n）和输出信号y（n）的幅度谱，标出峰值频率，观察滤波器的实际输出结果，分析其正确性。
（4）输入信号x（n） 1.5sin（0.2）-cos（0.4）+1.2sin（0.9）到fc 1100Hz，N 65的FIR_LPF，求输出信号y（n），理论计算并画出0≤f≤fs范围输入信号x （n）和输出信号y（n）的幅度谱，标出峰值频率，观察滤波器的实际输出结果，分析其正确性。
低通、高通、带通、带阻、全通、三运放差分滤波器
第六次试验生物医学工程班3010202294吴坤亮一、实验内容:搭建滤波器（低通、高通、带通、带阻、全通）加以分析，搭建三运放差分滤波器，并加以分析。
二：（滤波器）简单低通滤波器简单高通滤波器由上图搭建电路，接入负载f H、f H会发生变化，为了减小负载效应，可以在输出端串接一个电压跟随器，因为电压跟随器的输入电阻很大。
（以下电路在此基础构造）1、低通滤波器：电路图如下：f H=1/(2πRC)=1KHZ，放大倍数K=（1+R f/R1）=4.以下图均为（蓝线为输入，黄线为输出）50HZ CH1 CH2200HZ CH1 CH2500HZ CH1 CH2900HZ CH1 CH2 由以上波形比例可知，实验成功。
2、高通滤波器：f l=1/(2πRC)=1KHZ，放大倍数K=（1+R f/R1）=4.200HZ CH1 CH2500HZ CH1 CH21000HZ CH1 CH25KHZ CH1 CH230KHZ CH1 CH275KHZ（失真）CH1 CH2高通电路上限是有限制（不是很理解），正常增益内输入输出信号存在相移。
（以下带通、带阻可以通过低通带通的电路构造出来，我做了尝试误差较大，这里不再试用）3、带通滤波器：（中心频率）f o=1/（2πc（R1R2）1/2）=2022HZ,f BW=1/(R2C)=1000HZ(2.7HZ1.00vpp)数据图如下：4、带阻滤波器：它常用于通信和生物医学仪器中以清除无用的频率分量（如50HZ的电源频率等）f o=1/2πRC=4.423KHZ。
以下为不同频率下的波形：f=1KHZf=4.432KHZf=45KHZ实验测量数据如下：5、全通滤波器：输入信号所有无衰减地通过的一种滤波器。
但它对不同的频率分量提供不同的相移。
传输线（如电话线）常常会引起输入信号的相位移动，故全通滤波器称为相位校正器或延迟均衡器。
∠H（jw）=-2arctan（wRC）以下为调节R所得位移波形：R=834Ω R=19.57kΩR=26.9Ω相位移动明显二、三运放差分滤波器电路图如下：电路分析：差模增益：Avd=（R1+R2+R6）/R6*（R4/R3）=17共模增益：Avc=Rw/( R5+Rw)* (R3+R4)/ R3- R4/R3=0；（R w=16K）所以电路的共模抑制比CMRR为：CMRR= Avd/ Avc=[(R1+R2+Rw)/ Rw*(R4/R3)]/ [Rw/( R5+Rw )* (R3+R4)/ R3- R4/R3]=无穷大（理论上）1、首先调节共模抑制，使其简直最低方法（将两输入端接相同信号）（输入1KHZ、1vpp）（以下为输出波形和数据）R=24.1KR=19.6KR=16K（最好）R=11.96K （又开始变大）R=6.74K(可知R w=R4=16K，共模抑制比最大，实验与理论最大程度的吻合)以下为Vi1接正弦信号，Vi2接地2、输入50mvpp观察频率对其影响（以下为输出）f=50HZf=5KHZf=10.5KHZ（开始发生变化）f=50KHZf=500KHZf=1M（在示波器上显示为失真导出图片只是它的某一帧）3、5KHZ下不同伏值对其影响（蓝线为输入、黄线为输出）30mvpp（无放大）35mvpp40mvpp（很好）50mvpp（很好）160mvpp（失真）600mvpp8vpp以下图形为Vi1用手捏住做输入其他不变（娱乐）：。
基于FPGA的IIR数字低通滤波器的设计讲解
赤峰学院毕业论文(设计) 题目基于FPGA的IIR数字低通滤波器设计学生姓名学号院系物理与电子信息工程系专业电子信息工程指导教师二O一一年六月一日基于FPGA的IIR数字低通滤波器的设计与实现XXX赤峰学院物理与电子信息工程系，赤峰024000摘要：本文介绍了基于FPGA的IIR数字低通滤波器的设计与实现，首先介绍了IIR数字低通滤波器的原理和分类。
接着介绍了IIR数字低通滤波器的设计方法，有用脉冲响应不变法和双线性变换法。
又介绍了用VHDL语言在QuartusII软件上生成IIR数字滤波器的各模块（时序控制模块、延时模块、顶层模块、乘法累加模块），并用各个模块构建一个IIR的二阶节。
最后通过实例阐明了基于FPGA的四阶IIR数字低通滤波器的设计，在QuartusII软件上仿真，并得到仿真图。
关键词：FPGA; MATLAB; QuartusII；IIR数字低通滤波器；设计；实现1引言在当今数字技术发展的时代，数字滤波器被广泛应用于频谱分析，模式识别，语言与图像处理等领域，数字滤波器有着精度高、实时性高、处理速度快等特点。
数字滤波器根据单位脉冲响应的不同，可以分为有限长脉冲响应（FIR）滤波器和无限长脉冲响应（IIR）滤波器。
FIR具有良好的相位特性，而IIR滤波器具有很好的幅频特性。
IIR滤波器所要求的阶数不仅比FIR滤波器低,而且可以利用模拟滤波器的设计成果,设计工作量相对较小,采用FPGA实现的IIR滤波器同样具有多种优越性。
再者按信号通过数字滤波器的特性（主要是幅频特性）来分类：有低通数字滤波器、高通数字滤波器、带通数字滤波器和带阻数字滤波器。
为了更好的了解数字滤波器，我们用Field Programmable Gate Array（现场可编程门阵列）即FPGA来实现。
FPGA以其优越的实时性和设计的灵活性，成了控制系统中重要的一部分，并直接采用VHDL编程简化设计步骤。
可以在QuartusII、MAX+plusII等软件上作仿真。
数字信号处理中滤波器设计的使用教程
数字信号处理中滤波器设计的使用教程数字信号处理（DSP）是一门广泛应用于通信、音频、图像、雷达等领域的技术。
滤波是其中一种常见的操作，用于去除或改变信号中的某些成分。
本文将介绍数字信号处理中滤波器的设计与使用方法。
一、滤波器概述滤波器是数字信号处理中的重要组成部分，它通过改变信号的频谱来实现信号的特定处理目标。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器（Low-pass Filter）用于去除高频噪声并保留低频成分，适用于信号平滑处理。
高通滤波器（High-pass Filter）则相反，保留高频成分并去除低频部分，常用于去除直流偏移和低频噪声。
带通滤波器（Band-pass Filter）通过保留一定范围的频率成分来滤除其他频率的信号，常用于信号频带选择和精确查找特定频率。
带阻滤波器（Band-stop Filter）则是保留某一范围的频率成分并去除其他频率，常用于消除干扰信号或特定频率的噪声。
二、滤波器设计方法滤波器的设计目标是根据具体需求确定滤波器类型，并设计出相应的滤波器参数。
下面将介绍两种常见的设计方法。
1. IIR滤波器设计无限脉冲响应（IIR）滤波器根据系统的差分方程来设计，具有较为复杂的频率响应。
常见的IIR滤波器设计方法包括巴特沃斯（Butterworth）滤波器、切比雪夫（Chebyshev）滤波器和椭圆（Elliptic）滤波器。
（1）巴特沃斯滤波器是一种常见的IIR滤波器，具有近似的平坦频率响应和宽的过渡带宽度。
滤波器的设计包括选择滤波器阶数、截止频率和滤波器类型等参数。
（2）切比雪夫滤波器是一种IIR滤波器，除了具有平坦的频率响应外，还可实现更陡峭的过渡带。
切比雪夫滤波器的设计包括选择滤波器阶数、截止频率、过渡带宽度和纹波等参数。
（3）椭圆滤波器是一种IIR滤波器，具有最陡峭的过渡带和最小的滤波器阶数。
椭圆滤波器的设计包括选择滤波器阶数、截止频率、过渡带宽度、纹波和阻带衰减等参数。
去除差分信号噪声的电路和方法以及接收差分信号的芯片
去除差分信号噪声的电路和方法以及接收差分信号的芯片在电子通信领域，差分信号传输是一种广泛应用的信号传输方式，能够有效抑制共模噪声和电磁干扰。
然而，差分信号在传输过程中仍会受到噪声的影响，因此需要采用相应的电路和方法对其进行去除。
同时，需要接收差分信号的芯片来实现信号的解调。
本文将介绍去除差分信号噪声的电路和方法以及接收差分信号的芯片。
下面是本店铺为大家精心编写的4篇《去除差分信号噪声的电路和方法以及接收差分信号的芯片》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
《去除差分信号噪声的电路和方法以及接收差分信号的芯片》篇1一、去除差分信号噪声的电路和方法1. 差分放大器差分放大器是一种广泛应用于差分信号处理中的电路，能够将差分信号放大到合适的幅度，同时抑制共模噪声和电磁干扰。
差分放大器一般由两个放大器组成，其中一个放大器的输入端接在差分信号的正向端，另一个放大器的输入端接在差分信号的反向端，两个放大器的输出端分别接到差分信号的正向端和反向端。
这样，当差分信号传输时，两个放大器的输出信号之间存在 180 度的相位差，从而实现差分信号的放大和噪声的抑制。
2. 滤波器滤波器是一种能够去除差分信号中高频噪声的电路，主要分为低通滤波器和高通滤波器两种。
低通滤波器能够将高频噪声滤除，从而实现差分信号的滤波。
高通滤波器则能够将低频噪声滤除，从而实现差分信号的滤波。
3. 差分编码器差分编码器是一种能够对差分信号进行编码的电路，能够将差分信号的幅度和相位信息转换为数字信号，从而实现差分信号的数字化处理。
差分编码器一般采用差分编码算法，如 RSA 算法、ECC 算法等，能够有效提高差分信号的传输可靠性和安全性。
二、接收差分信号的芯片接收差分信号的芯片一般具有高输入阻抗、低噪声、低失真、大信号增益等优点，能够实现对差分信号的解调，并将解调后的信号输出给后级电路。
常见的接收差分信号的芯片有运算放大器、差分放大器、滤波器等，可采用通用芯片或专用芯片来实现。
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进行参数优化（续）
经过数次优化后， CurrentEf的值为0， 即为优化结束。也 可以看到当前C1、 C2、C3、C4的值以 及总的优化时间。
观察仿真曲线
优化完成后必须关掉优化控件，才能观察仿真 的曲线。方法是点击原理图工具栏中的 按 钮，然后点击优化控件OPTIM，则控件上打了 红叉表示已经被关掉。 要想使控件重新开启，只需点击工具栏中的 按钮，然后点击要开启的控件，则控件上的红 叉消失，功能也重新恢复了。 对于原理图上其他的部件，如果想使其关 闭或开启，也可以采取同样的方法。
优化目标的设置（续）
选择优化目标控件Goal 击该控件设置其参数。
放置在原理图中，双
Expr是优化目标名称，其中dB(S(2,1))表示以dB为单位 的S21参数的值。 SimlnstanceName是仿真控件名称，这里选择SP1 Min和Max是优化目标的最小与最大值。 Weight是指优化目标的权重。 RangeVar[1]是优化目标所依赖的变量，这里为频率 freq。 RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述变量的变化范围。
生成滤波器的原理图
在原理图设计窗口中选择集总元件的工具 栏 窗口左侧的工具栏变为右图所示 在工具栏中分别选择电感 和电容 分别放置在绘图区中。 选择画线工具 将电路连接好， 连接好后的电路见下页图
生成滤波器的原理图（续）
生成滤波器的原理图（续）
为了仿真差分滤波器，我们需要把输入输出端口由 平衡模式转换为不平衡模式，在这里放入一个变比 为1：1的RF变压器 。 在元件模型列表窗口选择 Simulation-S_Param的 工具栏，在该项面板中选择 S-parameter模拟控制器， 端口Term和电压驻波控件 VSWR放置到绘图区中。 放入 ，选择画线工具 将 电路连接好后的电路见下页图。
优化目标的设置（续）
优化目标的设置（续）
这里总共设置了三个优化目标，前二个 的优化参数都是S21，用来设定滤波器的 通带和阻带的频率范围及衰减情况(这里 要求通带衰减小于0.2 dB，阻带衰减大 于50 dB)，最后一个的优化参数是S11， 用来设定通带内的电压驻波比(这里要求 小于1.5)，具体数值见下页图。
优化目标的设置（续）
进行参数优化
设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可 以进行参数优化了。 点击工具栏中的Simulate 按钮就开始进行优化仿真 了。在优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果 (见下页图)，其中的CurrentEF表示与优化目标的偏差， 数值越小表示越接近优化目标，0表示达到了优化目标， 下面还列出了各优化变量的值，当优化结束时还会打开 图形显示窗口。 在一次优化完成后，要点击原理图窗口菜单中的 Simulate -> Update Optimization Values保存优化后的 变量值，否则优化后的值将不保存。
谢谢大家！
3.注意如何规划仿真，才能尽快得到需要 的电路 按照先局部后整体的优化原则，切忌直 接全局优化，最好能够预先计算设置优 化元件的初值； 注意仿真数值的稳定性； 养成不明的白就看help的习惯；
ADS的使用—软件的启动
在开始菜单选择图标，运行后界面如下：
ADS软件的启动
启动ADS进入如下界面
仿真中要注意的几个问题（续）
2.物理概念要明确，不要在无意义的地方 花费时间 如按照加工精度，线条太细是不能实现 的，追求小数点后N位也是无意义的； 注意仿真中使用模型的适用范围，如： 小信号模型就不能用来看三阶交调等非 线性的曲线，微带仿真的时候，注意 L>W，软件的模型才是对的。
仿真中要注意的几个问题（续）
关闭优化控件后的原理图
观察仿真曲线
点击工具栏中的Simulate 按钮进行仿真，仿 真结束后会出现图形显示窗口。
观察仿真曲线（续）
点击图形显示窗口左侧工具栏中的 按钮，放置一个方 框到图形窗口中，这时会弹出一个设置窗口(见下页图)， 在窗口左侧的列表里选择S(2,1)即S21参数，点击Add按钮 会弹出一个窗口设置单位(这里选择dB)，点击两次OK后， 图形窗口中显示出S21随频率变化的曲线。 用同样的方法加入S11的曲线。 为了准确读出曲线上的值，可以添加Marker，方法是点击 菜单中的Marker -> New，出现Instert Marker的窗口，接 着点击要添加Marker的曲线，曲线上出现一个倒三角标志， 点击拖动此标志，可以看到曲线上各点的数值。
生成滤波器的原理图（续）
S参数仿真电路设置
双击S参数扫描控件 ， 并设置扫描的频率范围和 步长，频率范围根据滤波 器的指标确定。设置好后 单击OK。
优化参数的设置
在原理图中我们把电感L1、L2、L5、L6赋值 为150nH，L3、L4赋值为180nH。 双击电容器C1，击活调节/优化按钮。
创建新的工程文件
创建新的工程文件并命名 在下面的下拉菜单中设置长度单位为毫米
创建新的工程文件（续）
工程文件创建完毕后主窗口变为下图所示
创建新的工程文件（续）
同时原理图设计窗口打开
差分低通滤波器的设计
下图是一个差分低通滤波器的等效电路，其由六个 电感和四个电容的对称结构组成。我们以这种结构 的滤波器为例，介绍一下设计的过程。
仿真的目的和意义
可以提前对模块、方案和系统的性 能进行论证，对目标实现的可行性 进行分析，从而避免人力和物力资 源的浪费，提高效率，节省资源。
ADS的主要应用
射频和微波电路的设计 ； 通信系统的设计 ； RFIC设计 ； DSP设计； 向量仿真 ；
仿真中要注意的几个问题
1.要有好的软件设计习惯 各种文件的命名； 电路的布局以及参数的设置和选择； 要有合理的设计顺序；
ADS的初级应用介绍
ADS简介
ADS软件全称为 Advanced Design System，是由 美国Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真 软件，是当今业界最流行的微波射频电路、通信 系统、RFIC设计软件；也是国内高校、科研院所 和大型IT公司使用最多的软件之一。其功能非常 强大，仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频 域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿 真分析，并可对设计结果进行成品率分析与优化， 从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非常优 秀的微波射频电路、系统信号链路的设计工具。选择仿真曲线参数及其单位
观察仿真曲线
观察仿真曲线（续）
观察S21和S11曲线是否满足指标 要求，如果已经达到指标要求， 该仿真过程也就结束，否则可以 通过改变优化目标、优化变量的 取值范围、优化方法以及优化次 数进行适当的调整。
ADS使用小结
以上介绍了使用ADS进行微带电路设计的一些 基本方法，在实际使用软件时还会遇到各种具 体的问题，多看Help是最好的解决方法。 在优化仿真过程中，要明确物理概念，避免无 意义的工作。 ADS软件的功能十分强大，应用很广，这里我 们只介绍了其中很少的一部分，如果对其他功 能感兴趣的话，可以看看它的Example Prpject， 这样会对它的应用有更全面的了解。
等效电路
差分低通滤波器的设计（续）
设计指标：通带DC－40MHz，带内衰减小于 0.2dB，起伏小于0.1dB，80MHz以上衰减大于 50dB，端口输入的电压驻波比小于1.5。 在进行设计时，主要是以滤波器的S参数作为 优化目标进行优化仿真。S21是传输参数，滤 波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表 现在S21随频率变化曲线的形状上。S11参数是 输入、输出端口的电压驻波比。如果电压驻波 比过大，就会导致反射损耗增大。
优化参数的设置（续）
选择优化选项，使优化状 态处于激活，输入优化的 最小、最大值。 采用同样的方法使C2、C3、 C4也处于优化激活状态。
优化目标的设置
在原理图设计窗口中选择优 化工具栏 选择优化设置控件 放置在 原理图中，双击该控件设置 优化方法及优化次数为200。
常用的优化方法有Random(随 机)、Gradient(梯度)等。 随机法通常用于大范围搜索， 梯度法则用于局部收敛