低通滤波器如何设计？

Xpediton AMS：低通滤波器设计需要考虑PCB寄生参数么？

滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。如果对滤波器参数确定不准确，最终会导致频率冲突，反过来使设计组又得处理串扰、掉线、数据丢失以及网络连接中断的问题。

通常情况，我们都是在layout之前进行滤波器的仿真设计，但是在样板回来测试的时候，通常仿真设计的结果和测试结果不匹配，主要原因是我们假定组件之间存在理想的“节点”连接，在现实世界中，没有理想可言。

XpeditionAMS可以与layout协同设计，从layout中提取对应的寄生参数信息，自动加载到模拟验证中，从而达到仿真与实测相吻合的结果。

下面是一个100MHZ低通滤波器的设计：

软件环境：Xpedition/Pads xPCB Layout VX2.6

在Xpedition Designer中激活AMS功能：

Setup>Setting在Licensing中选择AMS。

通过Xpedition Designer按照原理图的规则，绘制出100MHz低通滤波器的原理图。

同步到PCB中，完整对应的PCB设计。（以上两步是Xpedition的原理图和PCB设计，这里不累述）

Simulation>simulate 在下面对话框中，选择时域和频域分析，并且设置时域的截止时间，和频率的仿真扫描范围：

点击“OK”，可以从仿真结果看到，我们设置的低通滤波器的截止频率为100.16MHz,是符合我们的设计需求。

回到原理图中，Simulation>ExtractParasitics>Run

左侧的Selected Nets内，即调用提取的线与过孔等PCB寄生参数。

Layout中，是连接到对应的PCB设计文件。

Solver内，可以根据仿真需要，选择对应的仿真求解器。

点击”OK” 在Output中会显示“Extractingparastics completed”。

Simulation>Netlist>Netlist setup，勾选IncludeParastics in netlist选项，意味下次仿真会自动加载刚才提取的PCB参数。

Simulation>simulate 和第一次仿真保持相同的设置，然后开始仿真，最后得到相应的仿真结果，然后把这两次仿真的波形结果做对比：

通过下面的波形对比结果，我们可以看到：

1. 频域上，我们设计的100MHz的低通滤波器，加入PCB的影响，结果我们得到的是86MHz的低通滤波器，这不符合我们的需求。

2. 时域上，加入PCB的影响，我们可以看到波形的延迟实际上是增加了，并且幅值也有些变化。

以上就是XpeditionAMS实际应用的案例分析，当我们观察理想电路的截止频率时，我们看到它非常接近100mhz。但是，当我们考虑到布局的寄生影响时，截止频率移动到86 MHz，明显低于所需的值。时域仿真还显示了相位的变化和幅度的变化。这显示了在这些类型的设计中包含寄生效应的重要性。