1.3.4　版图仿真

1. 平衡带通滤波器版图仿真

（1）插入仿真端口。执行菜单命令【Insert】→【Pin】，单击鼠标左键分别在I/O焊盘和接地焊盘上添加引脚（Pin），如图1.76所示；按住“Ctrl”键不放，依次选中所有的引脚（Pin），在窗口右侧【Properties】下的【All Shapes】→【Layer】的下拉菜单中选择“leads:drawing”。

图1.76　添加引脚（Pin）

（2）修改仿真控制设置。执行菜单命令【EM】→【Simulation Setup…】，在弹出的新建EM设置视图对话框中单击【Create EM Setup View】按钮，弹出仿真控制窗口，选择EM求解器的第二种方法（Momentum Microwave）。选择【Frequency plan】选项卡，修改仿真频率范围，在【Type】栏中选择“Adaptive”，将【Fstart】栏设置为0GHz，【Fstop】栏设置为8GHz，【Npts】栏设置为50。选择【Options】选项卡，单击【Preprocessor】，选中【Heal the layout】区域的“User specified snap distance”选项，将自定义切割距离设置为2.5μm；单击【Mesh】，选中“Edge mesh”选项；其他项保持默认设置。设置完成后，关闭仿真控制窗口，单击【OK】按钮保存设置的更改。

（3）版图仿真。执行菜单命令【EM】→【Simulate】进行仿真，仿真过程中会弹出状态窗口显示仿真的进程，整个仿真过程一般比较漫长。由于此版图没有接地，故不以其仿真数据结果来评估此平衡带通滤波器的性能，待仿真结束后，直接关闭自动弹出的数据显示窗口。

2. 平衡带通滤波器联合仿真

为评估所绘制的平衡带通滤波器性能，须进行平衡带通滤波器联合仿真。

（1）创建平衡带通滤波器模型。在版图绘制窗口，执行菜单命令【EM】→【Component】→【Create EM Model And Symbol…】，在弹出的窗口中单击【OK】按钮，再执行菜单命令【Edit】→【Component】→【Update Component Definitions…】，在弹出的窗口中单击【OK】按钮，完成平衡带通滤波器模型的创建。

（2）添加平衡带通滤波器模型。返回“Balanced_Bandpass_Filter_wrk”工作空间主界面，执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic…】，在新建电路原理图对话框中修改单元（Cell）的名称为“balanced bandpass filter-cosimulation”，单击【Create Schematic】按钮新建电路原理图。单击电路原理图窗口左侧的【Open the Library Browser】图标，在弹出的元件库列表窗口中选择【Workspace Libraries】下的“balanced bandpass filter”（即刚刚创建的平衡带通滤波器模型），单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【Place Component】，在电路原理图中添加一个平衡带通滤波器模型，按“Esc”键退出。

（3）添加金属引线等效电感。将后期芯片封装所用的200 2m和400 4m金属引线的等效电感L2=0.3nH和L3=0.6nH添加至联合仿真电路中，使联合仿真结果更加接近最终芯片测试结果。在左侧元件面板列表的下拉菜单中选择【Lumped-Components】，单击其中的电感图标，在右侧的绘图区添加一个电感，按“Esc”键退出；双击该电感，在弹出的参数编辑对话框中修改L=0.3nH，单击【OK】按钮保存参数的修改；用同样的方法再添加3个0.3nH的电感和4个0.6nH的电感（也可以先添加两个电感，修改其中一个的电感值为0.3nH，另一个的电感值为0.6nH，再依次选中这两个电感，按快捷键“Ctrl+C”和“Ctrl+V”进行复制和粘贴）。

（4）添加S参数仿真器、仿真端口和接地符号。在左侧元件面板列表的下拉菜单中选择【Simulation-S_Param】，单击其中的S参数仿真器，在绘图区添加一个S参数仿真器，再单击【Term】端口，添加4个仿真端口，按“Esc”键退出，然后执行菜单命令【Insert】→【GROUND】，放置8个接地符号（或者直接单击【Simulation-S_Param】下的【TermG】端口，添加4个有接地参考面的仿真端口，再执行菜单命令【Insert】→【GROUND】，放置4个接地符号），执行菜单命令【Insert】→【Wire】，依据图1.28所示的仿真电路模型连接所有元件，完成后按“Esc”键退出。

（5）设置S参数仿真器频率范围及间隔。双击绘图区的S参数仿真器，设置其仿真起始频率（Start）为0GHz，截止频率（Stop）为8GHz，间隔（Step-size）为0.01GHz，单击【OK】按钮，得到最终的平衡带通滤波器联合仿真电路图，如图1.77所示。

图1.77　平衡带通滤波器联合仿真电路图

（6）联合仿真。执行菜单命令【Simulate】→【Simulate】进行仿真，仿真结束后，数据显示窗口会被打开，参照1.2.2节中的方法查看并处理dB(Sdd11) 和dB(Sdd12)以及dB(Scc11)和dB(Scc12)曲线，最终结果如图1.78、图1.79所示。

图1.78　联合仿真dB(Sdd11)和dB(Sdd12)曲线图

图1.79　联合仿真dB(Scc11)和dB(Scc12)曲线图

（7）仿真结果分析。对比图1.47和图1.78以及图1.48和图1.79可知，此平衡带通滤波器的理论仿真结果与电磁仿真结果吻合较好。电磁仿真结果显示：在4.8～5.0GHz范围内，其差模回波损耗|Sdd11|大于18dB，而插入损耗|Sdd12|小于2.3dB；此外，共模抑制|Scc12|在0～7.5GHz范围内大于20dB。