搜索如何進行濾波器設計軟件選擇
2016-12-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
微波濾波器是最重要的高頻元件之一,主要用于實現從通信到雷達系統等眾多應用中的信號隔離。高頻濾波器有許多形狀、尺寸和響應類型,包括帶通、帶阻、低通和高通濾波器。這些濾波器從概念上說可能非常簡單,但一個濾波器設計的性能受許多參數的影響,這些參數包括從傳輸線的寬度到印刷電路板(PCB)壓層的介電常數和耗散因數的一致性等廣泛種類。
幸運的是,在高頻元件領域,計算機輔助工程(CAE)軟件的支持就像射頻/微波濾波器一樣十分豐富,市場上有各種各樣的CAE工具,其中許多還是免費的。
所有大型的CAE軟件設計工具“套件”,比如安捷倫科技公司(Agilent)的Advanced Design System(ADS)、AWR公司的Microwave Office和CST公司的CST Studio Suite 2011,都能提供線性電路仿真、電磁(EM)仿真和電路優(yōu)化工具等組合功能,從而滿足采用包括微帶線、帶狀線、共面波導和波導在內的各種傳輸線技術設計微波濾波器的需要。
上述許多套件都包含專用于濾波器設計的工具。舉例來說,ifilter就是集成在AWR公司Microwave office套件中的一種濾波器綜合模塊。ifilter具有直觀的用戶界面,支持種類廣泛的濾波器設計,其中包括集總元件和分布式濾波器類型設計。
電磁仿真軟件也是用于設計微波濾波器的強大工具,這樣的軟件程序有來自Sonnet Software公司的Sonnet Suites、來自安捷倫科技的Momentum、來自AWR公司的AXIEM等,它們都支持具有各種響應的高頻濾波器的設計。ANYS公司的有限元件電磁軟件一直被廣泛用于從仿真模擬、音頻、數字和微波濾波器到整個生物醫(yī)學系統的各個方面。Cadence Design Systems公司提供的建模工具不僅能用于濾波器設計和PCB版圖設計,還能用于分析每個設計的制造良率。
明導資訊公司(Mentor Graphics)的IE3D電磁設計與驗證程序可以用于濾波器設計以及包括單片微波集成電路(MMIC)在內的更高層電路的設計。包括aXieM和Sonnet Software公司的Sonnet Lite在內的許多電磁仿真工具都可免費提供,也有的提供試用版,今后可以升級為全功能版。
除了軟件外,許多濾波器CAE供應商還提供將他們的工具用于特定濾波器時的設計指南。例如,CST公司網站上發(fā)表有一篇免費的應用文章,詳細介紹了一款波導濾波器的設計方法。這種濾波器(見圖)的通帶從7.9GHz至8.4GHz,主要用于軍事X波段的衛(wèi)星通信(satcom)。
Filpro是一款模塊化濾波器設計軟件,可以處理事實上所有類型的集總元件和分布式濾波器、多種復用器和耦合結構器件。Filpro整合了技術文獻中報告的幾乎所有的綜合和電路轉換技術,并將它們作為可編程的模塊使用。一個設計所需的所有技術都可以從不同的工具盒中選取,并根據需要進行鏈接。由于采用了這種新的技術,Filpro軟件可以簡單地通過增加更多的模塊來解決新的問題。
Filpro軟件包含有一個綜合菜單用于啟動設計,也允許用戶通過修改內置的基于各種低通、高通、帶通與帶阻切比雪夫和巴特沃斯響應的LC原型進行濾波器設計。通過用實際反相器替換理想反相器、用要求的集總-分布式實際等效電路代替諧振器就可以生成等效的濾波器。Filpro可以根據綜合工具盒(菜單)完成電路轉換。該軟件還包括大量經過編程、存儲的轉換設計。
ALK Engineering公司的PCFILT和S/FILSYN是一對功能強大的濾波器設計程序。LCLAYOUT則是一款低成本的畫圖程序,用于由PCFILT或S/FILSYN設計程序設計的LC濾波器。LCLAYOUT可以為使用空芯線繞電感和在氧化鋁或PTFE上生成的單層電容搭建的電路提供原理圖。
除了先進的軟件套件和功能強大的電磁仿真工具外,業(yè)界還推出了大量低成本和免費的軟件工具用于設計濾波器,而且許多工具都提供設計案例。Circuit Sage公司不僅為模擬和數字濾波器提供廣泛的在線設計工具清單,而且提供了許多針對模擬和數字濾波器設計的在線應用筆記和技術論文。
FilterCAD是凌力爾特公司(Linear)推出的一款免費設計程序,有助于創(chuàng)建基于該公司集成電路(IC)的濾波器。FilterCAD可以用來設計具有各種響應的低通、高通、帶通和陷波濾波器,包括巴特沃斯、貝塞爾、切比雪夫和定制響應等。
Raltron公司在其網站上提供了一款簡單的在線帶通濾波器設計工具,該工具可以在給定對象阻抗水平、頻率和要求的加載品質因子(Q)條件下計算出帶通濾波器的理想元件值(C1、C2、C3、L1、L2和L3)。
Tonne Software公司的學生版Elsie濾波器設計軟件是免費的,包含在ARRL手冊中。通過購買195美元的密鑰可以升級為專業(yè)版。Elsie可以用于集總元件濾波器和網絡的設計,并且支持從音頻直到微波的頻率范圍。
AppCAD是一款更為流行的免費工具,最初是由惠普公司(Hewlett-Packard)即現在的安捷倫科技開發(fā)的。3.0.2版本的射頻與微波AppCAD可以從網站免費下載。這款工具提供了有用的S參數分析例程,包括用于分析濾波器響應的函數。
最后,Nuhertz Technologies公司也為濾波器提供了多款設計工具,包括QuickFilter和Filter Solutions。這家公司還提供免費版的Filter Solutions,起名為Filter Free。這些工具可以用于設計有源和無源濾波器、集總元件射頻濾波器和數字濾波器。
本文來源:電子工程專輯網站
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