自從阿爾法狗問世,人工智慧火的不可一世,其實人工智慧研究早在50年前就算開始了,隨著今天硬體的發展才有現在的星火燎原之勢,可以斷定經過三次工業革命(加一次互聯網革命吧),曾經重複繁雜的手工已被機械代替,簡單而應用廣泛的思維工作也漸漸被取代,比如機器人客服、siri等手機助手,再複雜一些的領域如自動駕駛也嶄露頭角,棋類已經徹底被人工智慧攻克,甚至美術、音樂等創作領域也被染指,金融領域已經有機器人操盤手(穩不穩不知道),除了政治這麼高級的場合,人工智慧簡直有解僱全人類的趨勢。人在做事的時候,大腦有清晰的思路,其思路是可以被模仿的,但是思路的具體細節是未知的,比如,我要找一找窗外那棵樹上有幾隻鳥,步驟就是看樹→找鳥→數鳥,簡單的一批,而大腦怎麼識別樹,怎麼識別鳥這些細節是我們不知道的,科學家需要思考的就是這些細節並用代碼模仿出來,找樹上幾隻鳥,先要識別樹再識別樹上的鳥,用一個卷積神經網路(CNN)訓練演算法對樹的認知,再用另一個演算法訓練對鳥的認知,這是演算法裡面的關鍵兩步,讓演算法認識樹和鳥需要大量的樣本訓練,就好像人需要見過樹和鳥纔可以解決這個問題。這種演算法是人模擬出來的,可以使機器做到解決樹上幾隻鳥的問題,但是,大腦是不是運用了同樣的演算法來數鳥呢?這未必,人腦幾百億個神經元怎麼運作簡直就是迷。所以仔細理一理濾波器的設計思路,實現程序自動設計濾波器似乎完全可行,不行,我要失業了。。。

回歸正題,濾波器工程師其實很無聊的,整天就是拿方案、調參數、模擬什麼的,當你把設計圖拿出來,外行一看,牛逼的不行,那線條、那立體、那個佈局,像藝術一樣滴,其實自己知道,俺們什麼濾波器沒做過,如今做到這般模樣簡直不要太容易,不屑說句,無他,唯手熟爾!後來不僅濾波器,別的什麼電路都搞過,一聲長嘆,僅設計而言,都是無聊的工作,初入門新鮮,時間長了就這麼回事,擼多了,自然就熟!所以嘛,居安而思危,人工智慧總有一天會來解放我們的,來得晚是因為做這行的不多。現在在調濾波器的時候,總是想著編個程序來替代手頭工作,但我不會這麼複雜的編程,所以把這些設計方法寫出來,一來讓想入行的人儘快掌握這麼手藝,二來我把方法寫出來,以期有大神出來編個自動設計的程序,如此我輩可以安息了(去他的996吧)!

說些題外話吧,不要太相信學術交流、技術交流什麼的,搞技術的其實都很吝嗇,真正的技術人家從來不會說給你聽,如果能遇見有真本事又傾囊相授的人,請珍惜!

不是說我不吝嗇,我也吝嗇,我告訴你這些,是因為我不認為這些技術很有價值(雖然我靠它喫飯),真正有價值的不是這些技術、經驗什麼的。

本人總結過濾波器調試兩大功法:

1、葵花寶典-濾波器調試之S參數擬合法

2、九陰真經-濾波器調試之羣時延擬合法

這是兩大量化的調試方法,以微帶濾波器為例(也適用其它類型的濾波器),不講理論不推公式,你能找到的資料這裡都不會有。

方法1比較適合單個通帶或阻帶的設計(級聯),而方法2適合多通帶設計(並聯)。它們都是量化的方法,可以說只要原理圖模擬沒問題,那用這兩種方法進行的電磁場模擬也沒問題。

  • 先介紹濾波器調試之羣時延擬合法:

我們知道羣時延(Groupdelay)是信號傳輸的延時的時域表現,其在頻域就是相位延遲,總之羣時延與S參數是一一對應的,調濾波器是直觀的看S參數,在這種方法中,我們不在看S參數,而是看羣時延,只要場模擬與路模擬羣時延擬合了,那麼他們的S參數也是一樣的。下面以一個雙通帶微帶濾波器為例介紹該方法。

原理圖模擬

1/4波長髮夾式微帶雙通帶濾波器,雙通帶均為16階切比雪夫結構(正常情況不會做到這麼高階),設計該濾波器的原理圖先要把單獨的通帶設計好,然後並聯一起,並聯饋電級的饋電強度和諧振頻率體現在向兩個通帶饋電線的長度上,因此這兩個長度參數非常重要。原理圖設計好後需要先排版,看一看電路面積、形狀是否符合系統要求(不做工程的可以跳過這一步驟)。

版圖的大致框架確定

現在開始從第一級到全部的設計。

1、首先ADS需要看羣時延

2、將兩個雙通帶拆開單獨調(熟練的話不用),選擇其中一個通帶,先調第一級。

注意:兩個曲線的擬合需要非常重合,不允許有任何偏差!!

這裡一般兩三個迭代過程就好了。

3、繼續第二級、第三級、、

注意:在做第五級擬合時,需要調整3、4、5級的參數,如果前面擬合的不準確甚至需要調整饋電級的參數,所以擬合過程中一定要保證兩條曲線完全重合,看起來像一條曲線

4、完成第8級(一半)擬合後,有兩個選擇:

一、把對稱的第8級和第7級加上,調整第7、8級的參數,完全擬合後,該單通帶完成,S曲線跟理論不會有太多誤差,如果有,可以用常規方法調整7、8級甚至第6級的參數

二、直接對稱加上剩下的一半,用常規方法調整中間幾級的參數完成該通帶

完成全部的羣時延擬合後,中間幾級的參數微調

5、同樣的方法完成另外一個版圖

6、兩個版圖聯合一起,調試饋電級參數,到了饋電級這裡就很簡單了,調長度,看S曲線,簡潔清晰明瞭

饋電級調試

這裡需要體一下,通帶是單獨設計好後拼在一起的,所以雙通帶模擬時應最大程度避免兩個通帶間的幹擾,需要把兩者間距盡量拉大。(如果是整體一起調試的則不用考慮)

這裡完成就妥了。

看到這裡,懂得人應該就知道方法1的S參數擬合是怎麼回事了。S參數擬合不過直接擬合原理圖和場模擬的的S參數,只是工具軟體的操作方法有點不一樣。

更新到這裡,下次再更下腔體濾波器模擬過程。


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