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ADS仿真和实际匹配效果差别太大

05-08
我做一个150MHZ的窄带滤波器。在做到匹配时:在矢量网络分析仪上发现S11为:图一;如是我用ADS仿真,发现要在分析仪输出端串联个9.1PF的电容就行了,如图二;但是后来电路的真正结果却是跑到了很远的地方,如图3的”这里"处;大家说怎么办?为什么会这样?急啊。




  • 我按照你的频率做了一个仿真实验,我的建议是你要对同轴头和传输线做deembed,否则匹配会有较大的偏差。
    我的实验如图所示,分别是仿真电路和结果,我这里只考虑匹配问题不管滤波器,所以是1端口的,取值大概按照小编最上面的那个图来做。





    结论就是没有考虑同轴头和传输线的情况下,即使是在130MHz也会对最终结果有较大的影响
      

    大家帮帮忙啊。

    不是做filter的,不敢乱讲,关于匹配的话,小编说的“但是后来电路的真正结果却是跑到了很远的地方”是指实测的?还是仿真的?
    如果是指实测的话,建议小编检查如下几点
    1. filter是2端口元件,你得到S11的时候在2端口接的什么?匹配负载?还是开路? 这对测试的S11有影响。后来加了电容了之后是否保证了2端口还是接的同一个负载?(都用50ohm负载比较好)
    2.你的失网端口看到的S11经过de-embed没有? 比如你的SMA的连接头,板子边上的一段50ohm传输线这些可能应该考虑。如果这些外部电路不大的话,鉴于你频率不高,应该不会有太大问题。
    3. 通常情况下,实测的电容和理想的电容有一定的偏差,这就是为什么在ADS里有电容的库。你频率比较低,这个偏差应该不大。
    4. 希望小编能放个实物图和测试布置图来看看。 不然很难分析了。

    非常感谢2楼的回答;
    1: 2端口接的是矢量网络分析仪的输入端口(50欧姆),现在只是测试滤波器,并没有加入任何其他元件。
    2: 不知道有没有“de-embed",但是用同轴电缆接直接接输入输出的时候,S11图中,个频率还是基本在圆图中心的。电路板不大,频率不是很高,估计不涉及到传输线概念。
    3:电路板如图4:没有另外做板,和其他模块在同一块板子上,现在只是独立测滤波器,滤波器和其他模块已经没有交集,只有地,是整块板子都相连的。
    另外补充:1, 3图都是在实物网络分析仪上观察到的,只是我把它标在ADS上面,以方便截图发布而已,第二个图,则是我利用图一中网络分析仪得出的输入阻抗,再用ADS进行仿真匹配的结果图。
    希望大家多多帮忙啊。


    小编的图比较模糊,看看我理解得对不对,如下图



    你频率相对比较低,我之前说的大部分都可以不考虑了。
    不过有2个可能会出现问题。
    1. 如我上图所示,你说滤波器和板子上其它部分都没有交集了,这确定么?
    照你图上看,至少滤波器和你原来的同轴端口是接通的啊(蓝色字体和箭头标注的地方?)
    这相当于是并联了一个电抗性的元件在你滤波器的2头(虽然频率低,但是还是有一些吧)
    2.你的测试端口的连接头连接可靠么?(图中红色箭头部分?)连上VNA用手触碰外导体,测试结果会有变化么?
    其它的问题就不知道了。

    非常感谢fredhcn的帮助;
    1:蓝线确实是板子上的链接端口,而红线是为了测试的端口。非常感谢你的提醒,现在我已经将测试端口拔出。
    2:用手触摸SMA头外导体,没有任何影响。
    3:现在我怀疑是仪器问题,所以为了简化做了两个测试:
      (1):将矢量网络分析仪的输入直接接输出,得到图五的结果;
       (2):让板子滤波器各串联器件短路,拔出各串、并联器件;将网络分析仪的输入输出,直接接板上滤波器的输入输出;板子如图六A所示;得    出     结果图六B所示;可见图五和图六B有点差别,但是差别不大;
      (3): 在滤波器上只串联一个电容,忘了是9.1PF还是22PF了,但是反正它是电容。得到的结果如图七所示;得到的结果令我非常郁闷。串联电容,S11曲线应该是往右下角来走的,为什么往右上角走呢?非常不解,我还做了其他实验,就是串联,或者并联电容电感时,走的方向都和我想象的差别非常大;为什么呢?
    希望得到大家的帮助,非常感谢!
      





  • 补充:串联电容,S11曲线应该是往右下角来走的,而往右上角走。是不是仪器有哪些设置把图像翻转了?但是在仪器上没找到这样的功能选项。

    一般这种在ADS上做smith匹配最容易出错的就是源、负载方向搞错,第二个就是共轭关系搞错,帖子没太看懂,建议小编先自查下。

    回复七楼:非常感谢你的回答;
      鉴于你的分析,我就做了个实物测试:和我在五楼中描述的一样,只串联一个电容。但是第一次将电容串联在靠近网络分析仪的输入端的电路板上;第二次将同一个电容串接再靠近网络分析仪的输出端的电路板上;然后两次观察S11中扫描出的阻抗值,居然实阻抗部分两次结果相差三分之一,虚数部分相差不大。
      证明你的说法是正确的,确实虽然只有一百多M,但是这一小段传输线还是对电路有比较大影响的。
      但是我也有疑问,关于你在结论中说,“没有考虑同轴头”,不明白改如何将同轴头的因素考虑在内?仿真软件中有这一项?
    回复八楼:非常感谢你的帮助;我考虑了一下,似乎没有把源阻抗,负载阻抗给弄错。
      另外希望我在五楼中所做的测试,希望能得到大家的热心帮助;大家一起来讨论。非常感谢!

    补充八楼:关于你说的“帖子没太看懂”;具体哪里没看懂,希望你指出来,我再做个解释说明。感谢你的关注。

    非常同意七楼的看法,但是我用的是rohde&schwarz的网络分析仪。不知道怎么用它来尽心 DE-embed  啊。网上说Deembed 就是仪器校准,是否如此?该如何操作?苦恼。

    而且似乎ADS中也没有deembed这个功能

    ADS当然有这个功能
    在 Data Item 下面



    其实可以自己算,就是矩阵求逆而已,只是软件里面比较方便

    回复13楼。
    OK。非常感谢。

    电容太小,走线,接地,电缆等因数相互影响可能在里面好像成电感了
    换个大电容串进去应该会有你说的趋势方向

    实测中有明显的并联电感的效果。
    干嘛要另外焊接接头,不用板上的呢?

    1:接地、电缆、走线这些因素确实有影响。我也是正在努力消除这些影响。
    2:但是我觉得串联,应该是小电容才比较走得远。并联,才是大电容走得远。

    有时候要测量局部,所以在局部里面另外加了接头,确实这些都有影响。感谢你的关注。

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