遼寧工程技術(shù)大學(xué)射頻電路交直流參數(shù)仿真

1、實驗報告注意事項1. 實驗報告需提交打印版 1 份，由學(xué)委收齊后上交，打印版為 A4 紙雙面打 印、左側(cè)裝訂、正文內(nèi)容單倍間距，正文首段縮進(jìn) 2 個漢字、字體小四楷體。2. 報告封皮居中排列。3. 實驗報告滿分 20×4=80 分，實驗項目、目的和思考題已經(jīng)填寫完畢，各 位同學(xué)需要根據(jù)實際情況完成報告其它部分，如有抄襲按 0 分計。實驗?zāi)康?、步驟、電路圖、結(jié)果及數(shù)據(jù)分析、思考題一實驗項目射頻電路交直流參數(shù)仿真二實驗?zāi)康?. 熟悉 ADS 仿真環(huán)境和仿真步驟2. 掌握 ADS 直流和交流參數(shù)確定方法三實驗原理在 ADS 中，可以通過手工添加直流仿真控制器的方式來執(zhí)行直流傷真。打開 創(chuàng)建

2、的設(shè)計，添加相關(guān)的電流節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)處的相關(guān)數(shù)據(jù)就會被收集。直流仿真 還提供了多點(diǎn)和多參數(shù)掃描分析。掃描的參數(shù)既可以是電壓源或電流源的值，也 可以是電路中其他參數(shù)的值。通過執(zhí)行直流偏置掃描或掃描變量傷真，可以把掃 描參數(shù)和電路工作點(diǎn)參數(shù)相比較，如偏置電壓或溫度等。各種模擬器(DC、AC、S 參數(shù)、瞬態(tài)、諧波平衡、電路包絡(luò))把常規(guī)的微分方程轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，并且使 用不同的數(shù)值方法求解代數(shù)方程。當(dāng)進(jìn)行交流小信號仿真時，系統(tǒng)首先對電路進(jìn)行直流分析，找到非線性器件 的直流工作點(diǎn)，然后將非線性器件在靜態(tài)工作點(diǎn)附近進(jìn)行線性化處理，最后分析 小信號在靜態(tài)工作點(diǎn)處的 1/O 關(guān)系。從某種意義上來說，傳統(tǒng)的小信號

3、交流分析 是線性的，不會出現(xiàn)變頻效應(yīng)。對于射頻系統(tǒng)仿真，射頻小信號作為激勵，通過 混頻器頻本組件實現(xiàn)從射頻到中頓的變換，這種變換方法近似地看成是線性變 換。為了確保額率變換，可以執(zhí)行系統(tǒng)級小信號分析，即“標(biāo)準(zhǔn)”交流信號分析。 交流信號頻率變換仿真首先要建立頻本映射(Frequency Map)。這種映射的日的 是指定一個頻半表示電路節(jié)點(diǎn)變量，且該網(wǎng)絡(luò)是基于源的頻率和行為級混頻器組 件的類型來表示的，即網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)僅與一個頻率有關(guān)。 因此，每個行為 級混頻器組件能夠?qū)崿F(xiàn)從上邊帶或下邊帶的變換，但不能同時實現(xiàn)上/下邊帶變 換.在交流信號額率變換分析中，可作為源的組件常用的有 V_ ITone.

4、 1 1Tone 和 P 1Tone,其中源的頻率可以通過源自身所帶的頻率參數(shù)設(shè)定。如果使用多頻 率源，頻率通過 Freq1參數(shù)設(shè)定.四實驗步驟1.直流仿真步驟(1)運(yùn)行 ADS2009，待軟件啟動完畢，進(jìn)入軟件主界面窗口。(2)在 ADS2009 主界面窗口單擊工具欄按鈕，可以看到系統(tǒng)已經(jīng)創(chuàng)建名稱為 "Tutorial/SimModels. ,prj" 的工程，雙擊打開該工程。(3)在工程"Projeet View"選項卡目錄中選擇設(shè)計 DCI1.dsn,雙擊打開。(4)執(zhí)行菜單命令Simulatesimulate 或單擊仿真按鈕四 .所示的數(shù)據(jù)。該

5、數(shù)據(jù)以列表的形式給出，其中三極管基極電壓為 678.8mV， 集電極電壓為 3.000V， 即將三極管看做是一個反相器，其輸入電壓極性與輸出電壓極性相反。(5)在原理圖設(shè)計窗口，執(zhí)行菜單欄命令SimulateAnnotate DC Solution, 可以看到電路圖中各個節(jié)點(diǎn)標(biāo)出了當(dāng)前的電壓值或電流值。2.交流仿真步驟1)創(chuàng)建新設(shè)計(1)打開圖 4-36，另存為新的設(shè)計，命名為_5 _3_ ac.(2)修改原理圖 在"Lumpe-Components"元件面板中選擇電容(理想通交隔直電容)，選擇電阻 壓，阻值改為 500在“SuresFreq Domain"元件面

6、板中選擇源(3) 電路連接。用連線工具圖標(biāo)或快捷鍵“CrI+W”把上面步驟中的器件連接起 來。(4) 添加節(jié)點(diǎn)名稱 Vee. Vin, Vout2)建立 AC 仿真(1)在“Simulation-AC 元件而板中選擇控件，放到原理圖適當(dāng)位置。(2)雙擊交流仿真控制器，設(shè)置 Start, Stop 和 Step size 參數(shù)屬性: Sturt=100MHzStop=4GHz Stcp-size=100MHz(3)選中Noise選項卡，選擇"Calculate noise" 選項，添加噪聲分析節(jié)點(diǎn)為 “Vout"，單擊按鈕 add.噪聲電壓的排列方式，選擇“Sort

7、 by name". 單擊 ok， 完成設(shè)置。(4)選中Display 選項卡，將“Calc Noise (計算噪聲)”和"NoiseNode (噪聲 節(jié)點(diǎn))”兩個參數(shù)顯示出來，完整參數(shù)設(shè)置 AC 控件。(5)單擊仿真按鈕，進(jìn)行仿真。查看仿真結(jié)果。3)顯示噪聲數(shù)據(jù)(1)打開數(shù)據(jù)顯示窗口。(2)單擊圖標(biāo)，以 list 方式顯示數(shù)據(jù)，選擇噪聲電壓名稱 name (默認(rèn))， vnc(voltage noise contributors), 單擊按鈕 ok,得到噪聲電壓仿真結(jié)果，圖 中顯示了 100300MHz 的數(shù)據(jù)-把顯示數(shù)據(jù)選中，單擊工具條上的按鈕，可以查 看其他組數(shù)據(jù)。從圖

8、中可以看出在各個頻點(diǎn)的噪聲貢獻(xiàn)，如頻率為 200MHz 時總的噪聲電壓 為 1.728nV，晶體管 Q1.BJTI 的噪聲電壓大小為 1.492nV, 晶體管的電壓噪聲由 兩部分組成(Q1.BJT1.ibe 和 Q1.BJT.ice)。這就說明晶體管的噪聲來源基極-射 極電流(ice) 和集電極-射極電流(ice),但它們是非相關(guān)噪聲電壓，總的噪聲功 率 (noise powers) 為 Vtotal 2 = Vibe2 +Vice2 也可以插入一個單獨(dú)的 Vout moise 來驗證這個公式。（3)單擊圖標(biāo)，保存顯示數(shù)據(jù) 4)計算井顯示電路增益(1)在 AC 仿真控制面板中選擇圖標(biāo)定義方程。

9、(2)需要計算電路電壓的增益，雙擊編輯 Eqn 控制器，進(jìn)入屬性編輯對話框。輸 入方程 Gain _dB=20*log(magVout)/mag(vin).(3)返回原理圖界面，關(guān)閉噪聲仿真.(4)單擊仿真按鈕，以列表的方式顯示數(shù)據(jù).5)在數(shù)據(jù)顯示窗口，插入方程，增益的結(jié)果可以同時用分貝和-般的輸出與輸入 之比兩種方式顯示，更便于觀察。(6)單擊按鈕，增益曲線。5)調(diào)整 beta 參數(shù)(1)單擊原理圖窗口工具欄圖標(biāo)，原理圖窗口會自動調(diào)整原理圖的顯示，使其與 當(dāng)前窗口的大小相適應(yīng)。(2)在該原理圖窗口中單擊工具欄圖標(biāo)，出現(xiàn)調(diào)諧控制對話框。(3)返回原理圖窗口，用光標(biāo)選擇晶體管 Q1。(4)彈出對

10、話框，選中"beta",調(diào)諧參數(shù)窗口。(5)在控制對話框中調(diào)節(jié) Q1 的 beta 值，仿真結(jié)果曲線會實時顯示在數(shù)據(jù)顯示窗 口中。(6)在調(diào)節(jié)過程中，單擊“Update Schematic" 按鈕?？梢愿略韴D中相應(yīng)元件 的參數(shù)值。(7)調(diào)整使 Gain 達(dá)到指標(biāo)后，單擊按鈕 Close. 此時出現(xiàn)對話框詢問是否更新相 應(yīng)元件的參數(shù)值。單擊按鈕 yes,保存該結(jié)果。五仿真電路直流電路：交流電路圖：六仿真控制器及參數(shù)設(shè)置七，結(jié)果和數(shù)據(jù)分析直流結(jié)果:交流結(jié)果:八思考題1. 什么是交流仿真2. ADS 中交流仿真的步驟是什么1. 交流仿真在電子線路仿真中十分重要，可以

11、用于分析電路的小信號特性，也 可以分析電路的噪聲特性。在無源電路和小信號有源電路設(shè)計時，交流仿真是有 效的仿真手段之一。2.(1)選擇器件模型，并建立電路原理圖.(2)在"Simultio-AC"元件面板列表中選擇直流仿真控制器 AC,并將其放置在原 電路圖設(shè)計窗口中。(3)雙擊 AC 參數(shù)仿真控制器，在Frequeney 選項卡中對交流仿真中頻率掃描類 型和掃描范圍等進(jìn)行設(shè)置。(4)如果掃描變量較多，則需要在“Simulation-AC"元件面板中選擇 “PARAMETERSWEEP"控件，在其中設(shè)置多個掃描變量，以及每個掃描變量的掃描 類型和掃描參數(shù)

12、范圍等。(5)如果需要對電路進(jìn)行線性噪聲分析，則需要在 AC 仿真控制器參數(shù)設(shè)置窗口的 Noise選項卡中選中“Calculate noise”項，添加相應(yīng)信息。(6) 設(shè)置完成后，執(zhí)行仿真。(7)在數(shù)據(jù)顯示窗口中查看仿真結(jié)果。九心得體會及建議通過本次實驗，我了解了直流和交流的仿真，在做實驗前,一定要將課本上的 知識吃透,因為這是做實驗的基礎(chǔ)，否則，這將使你在做實驗時的難度加大,浪費(fèi) 做實驗的寶貴時間.并且在實驗過程中要及時和老師交流和同學(xué)探討，能對實驗 起到事半功倍的效果。實驗?zāi)康?、步驟、電路圖、結(jié)果及數(shù)據(jù)分析、思考題一實驗項目S 參數(shù)仿真與測試二實驗?zāi)康?. 掌握利用調(diào)諧改變器件參數(shù)，以滿

13、足設(shè)計要求2. 掌握 ADS 中 S 參數(shù)仿真及數(shù)據(jù)表示方法三實驗原理S 參數(shù)是建立在入射波、反射波關(guān)系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，適于微波電路分析，以 器件端口的反射信號，以及從該端口傳向另一端口的信號來描述電路網(wǎng)絡(luò)。同 N 端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗和導(dǎo)納參數(shù)一樣，用散射參數(shù)也能對 N 端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完善的描 述。阻抗和導(dǎo)納參數(shù)反映了端口的總電壓和電流的關(guān)系，而散射參數(shù)是反映端口 的入射電壓波和反射電壓波的關(guān)系。散射參數(shù)可以直接用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量得到， 而且可以用網(wǎng)絡(luò)分析法來計算。參數(shù)自問世以來，已在電路仿真中得到廣泛使用。 針對射頻和微波應(yīng)用的綜合和分析工具幾乎都許諾具有用 S 參數(shù)進(jìn)行仿真的能 力，這其中包括安

14、捷倫公司的 ADS（Advanced Design System）。ADS 仿真器中都 可以找到 S 參數(shù)模塊，用戶可以對每個 S 參數(shù)進(jìn)行設(shè)置完成相應(yīng)的仿真。同時， 用戶也可以通過網(wǎng)絡(luò)分析儀對要生產(chǎn)的 PCB 進(jìn)行精確的 S 參數(shù)測量。四實驗步驟1.新建一個工程(1) 運(yùn)行 AD52011 。在開始菜單中選擇 Advanced Design Sytem 2011 AdvancedDesign System,打開 ADS 主窗口。(2)創(chuàng)建-個濾波器工程。在主窗口中單擊"Create a new workpace 圖標(biāo)創(chuàng)建-個 工程，命名為“Surp_Fiter" ，保存路

15、輕默認(rèn)，連續(xù)單擊Next 按鈕，選擇單 位為 mllimeter。(3)單擊Finish 按鈕，完成新項目的建立，軟件自動跳到 Fodder View 一列。 2.建立一個低通濾波器設(shè)計(1)在主窗口工具欄中，單擊國圖標(biāo)新建原理圖，并命名為"Ipf”.(2)選擇和放置元器件。在元器件模型列表窗口中選擇“ Lumped Components" 集總參數(shù)元器件面板列表。從該選項左邊面板中選擇電容"CapecitorC" ，并用 Roate 圖標(biāo)旋轉(zhuǎn)，在原理圖繪圖區(qū)中單擊鼠標(biāo)左鍵，就可以在原理圖中插入電容 了。在繪圖區(qū)中單擊鼠標(biāo)左鍵兩次，放入兩個電容，按下鍵盤

16、上的ESC鍵或者 單擊鼠標(biāo)右鍵選擇 End Com-mand命令結(jié)束操作。(3)按照上面的方法放入電感、地等元器件，將電感、電容和地放置，并用線 把這些元器件連接起來 0。(4)雙擊原理圖中的電容和電感，分別設(shè)置它們的值，電容 CI 的值設(shè)置為 1pF、 C2 的值設(shè)置為 2pF.電感 LI 的值設(shè)置為 1. 5nH,這樣-一個濾波器電路就完成了。 1.設(shè)置仿真參數(shù)(1)在元器件面板列表中選擇“Simulaio -S. Parn"項，在元器件面板中選擇 s參數(shù)模擬控制器鼻和兩個端口 Term 溫放到原理圖中，按Esc鍵結(jié)束命令，并用 導(dǎo)線連接起來。(2)設(shè)置 s 參數(shù)模擬。雙擊電路圖

17、中的 SPI,打開多數(shù)設(shè)置對話框，也可以單擊 SPI, 然后再單擊圖標(biāo)打開參數(shù)設(shè)置對話框。把掃描步長"Step - size"選項值改成 0. SCHz,其他設(shè)置為默認(rèn)值，單擊OK 按鈕確定，如圖 4-7 所示(關(guān)于 s 參數(shù)控 制器的詳細(xì)設(shè)置可參考第 2 章)。2.仿真結(jié)果(1)單擊原理圖窗口工具欄中的“Simulte"圖標(biāo)，開始仿真。(2)在仿真過程中會彈出仿真狀態(tài)窗口，顯示仿真進(jìn)程的相關(guān)信息(包括仿真結(jié)果 說明、數(shù)據(jù)文件寫人和顯示窗口生成等).。(3)仿真完成以后，如果沒有錯誤，會自動顯示數(shù)據(jù)顯示窗口, 可以看到窗口左 上方的名稱為 lpf。在這個窗口中可以

18、以表格、Smith 圓圖或者等式的形式顯示 仿真數(shù)據(jù)。(4)單擊數(shù)據(jù)顯示窗口中的“ Retangular Plo”圖標(biāo)，移動鼠標(biāo)到圖形顯示區(qū)并 單擊鼠標(biāo)左鍵把一個方框放到圖形顯示區(qū)中， 自動彈出 “ Plot Traces& Atributes”"窗口，在彈出的“Plot Traces&Attributes"窗口中，選擇要顯示 的 S(2,1)，單擊Add 按鈕，在彈出的“Complex Data”對話框中選擇 dB 為單 位。(5)單擊OK 按鈕，返回“Plot Tracs&Atributes" 窗口，單擊“Plot Traces &am

19、p; Attrb-utes"窗口中的0K 按鈕，顯示一個低通濾波器的幅頻響應(yīng)。(6)執(zhí)行菜單命令Marker-New ，添加一個 marker 點(diǎn)放置在頻率響應(yīng)曲線的 某一點(diǎn)處，單擊并選擇三角標(biāo)志，用鼠標(biāo)或者鍵盤的方向鍵可以移動標(biāo)記。(7)保存數(shù)據(jù)窗口。執(zhí)行菜單欄中的菜單命令File +Save As,并在彈出的對 話框中以缺省名稱“Ilpl” 保存，擴(kuò)展名為". dds"，該文件會儲存在項目文件 夾的工程目錄中，而數(shù)據(jù)文件，即所有的“。 dds"文件和數(shù)據(jù)設(shè)定，會儲存在 data 子目錄中。(8)保存后關(guān)閉數(shù)據(jù)顯示窗口。(9)單擊原理圖窗口或者主窗口中

20、的"Data Display" 網(wǎng)圖標(biāo)可以重新打開已保 存的數(shù)據(jù)顯示窗口，在數(shù)據(jù)顯示窗口中，執(zhí)行菜單欄中的菜單命令File-+Open, 然后選擇“l(fā)pf. dds"文件，單擊打開按鈕，打開 Ipf. dds 文件。五仿真電路六仿真控制器及參數(shù)設(shè)置七結(jié)果和數(shù)據(jù)分析八思考題1. S 參量的物理意義是什么2. 如何通過實驗方法改變 S 參量數(shù)值1.S 參數(shù)，也就是散射參數(shù)。是微波傳輸中的一個重要參數(shù)。S12 為反向傳輸系 數(shù)，也就是隔離。S21 為正向傳輸系數(shù)，也就是增益。S11 為輸入反射系數(shù)，也 就是輸入回波損耗，S22 為輸出反射系數(shù)，也就是輸出回波損耗。2.改

21、變反射系數(shù)，衰減系數(shù)，傳送的延遲時間來改變 S 參量數(shù)值。九心得體會及建議這次的實驗跟我們以前做的實驗不同，因為我覺得這次我是真真正正的自己 親自去完成。所以是我覺得這次實驗最寶貴，最深刻的。就是實驗的過程全是我 們學(xué)生自己動手來完成的，這樣，我們就必須要弄懂實驗的原理。在這里我深深 體會到哲學(xué)上理論對實踐的指導(dǎo)作用:弄懂實驗原理，而且體會到了實驗的操作 能力是靠自己親自動手，親自開動腦筋，親自去請教別人才能得到提高的。我們 做實驗絕對不能人云亦云，要有自己的看法，這樣我們就要有充分的準(zhǔn)備，若是 做了也不知道是個什么實驗，那么做了也是白做。實驗總是與課本知識實驗?zāi)康?、步驟、電路圖、結(jié)果及數(shù)據(jù)分

22、析、思考題一實驗項目集中參數(shù)匹配電路設(shè)計二實驗?zāi)康?. 熟悉 ADS 進(jìn)行匹配電路設(shè)計步驟2. 掌握利用 ADS 設(shè)計 L 型匹配電路方法三實驗原理匹配電路的種類和構(gòu)成方法多種多樣，主要包括集總參數(shù)和分布參數(shù)兩種。 集總參數(shù)元件匹配網(wǎng)絡(luò)采用無耗集總參數(shù)電抗元件實現(xiàn)阻抗變換，這里的集總參 數(shù)元件可以是分立器件，也可以是諸如短電長度微帶線( 例如，電感采用高阻抗 z 并聯(lián)電容采用低阻抗 z)等微波集成電路、螺旋電感和薄膜電容來實現(xiàn)。諧振頻 率、品質(zhì)因數(shù)(Q 因子)和集總參數(shù)元件的體積是集總參數(shù)元件匹配網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)過程 中必領(lǐng)考慮的問題。分布參數(shù)匹配網(wǎng)絡(luò)采用無耗傳輸線作為網(wǎng)絡(luò)元件，具體的方 法包括傳輸線

23、變壓器、單短線匹配、串聯(lián)短線匹配、雙短線匹配、1/4 波長變換 器等。而對于寬帶匹配變換，則會采用一些級聯(lián)結(jié)構(gòu)， 如多節(jié) 1/4 波長變換器 及漸變傳輸線變換器等結(jié)構(gòu)，這在寬帶功分器的設(shè)計中經(jīng)常被使用。四實驗步驟(1)新建 ADS 工程，新建原理圖，在"Schematie Design Templates" 下拉框中選 擇 s- Params 模板。在原理圖中可以看到端口和 s - PARAMETERS 的控件已經(jīng)添加 好了。(2)雙擊 Term 端口，彈出對話框，分別把 Teml 設(shè)置成 Z=25-j*1s5Ohm、Term2 設(shè)置 Z=100-j*250hm。這里，Te

24、rml 作為源，Term2 作為負(fù)載。(3)在元器件面板列表中選擇"Simth Chart Matching”欄，單擊匯圖標(biāo)，在原理 圖里添加 DA. SmithCharMatch 控件。這個 DA. SmithChrMatch 控件使用時需要考 慮方向。因為工作頻率是 SOMHz,所以在 s-PARAMETERS 控件里設(shè)置從 1100MHz。(4)雙擊 DA SmihChartMach 控件，設(shè)置控件的相關(guān)參數(shù)。(5) 在原理圖設(shè)計窗口中 ，執(zhí)行菜單命令 Tools Smith Churt, 彈出 "SmithComponentSyneUtility" 對 話

25、 框 ， 選 擇 "Update SmartComponent from simth Chart Utility", 單擊 0K 按鈕 ，彈出 “Smith Chart Uiliy"對話框。(6)SmartComponent 里設(shè)置的參數(shù)已更新到 Smith Chart Uility, 源(小圓標(biāo)記) 和負(fù)載(方形標(biāo)記)阻抗點(diǎn)都顯現(xiàn)在 Smith 圓圖上。(7) 單 擊 Define Soure/ Load Network Terminations 按 鈕 ， 彈 出 “Network Termina-tions"對話框，如圖 3-31 所示，這里源和負(fù)

26、載阻抗的值也 已經(jīng)更新，單擊0K按鈕，關(guān)閉對話框。(8)單擊對話框左下角的Build ADS Cireui按鈕，即生成相應(yīng)的電路?？梢酝ㄟ^ 原理圖界面內(nèi)單擊總圖標(biāo)來看這個匹配電路。匹配電路按F7鍵進(jìn)行仿真。從 圖 里 可 以 很 清 楚 地 看 到 輸 入 / 輸 出 阻 抗 在50MHz時 ，dB(S11) = dB(S22)=-40. 56dB，因為這是一個無源網(wǎng)絡(luò)，所以 S11 和 S22，S21 和 S12 的曲線都相同除了手動匹配以外，在 Smith Chart Uiliy 最下行有個 l Auto 2- Element Match 按鈕可以提供自動的兩元器件匹配。在確定輸人輸出阻抗

27、后， 單擊 Auto 2- Element Match按鈕，會彈出"Network See”"對話框，提供兩個匹配 網(wǎng)絡(luò)供選擇。單擊左邊的串聯(lián)電感并聯(lián)短路電容的匹配網(wǎng)絡(luò)，自動生成匹配路徑 單擊左下角的Build ADS Ciruit按鈕，在原理圖上生成匹配電路。五仿真電路六仿真控制器及參數(shù)設(shè)置七結(jié)果和數(shù)據(jù)分析八思考題1. 利用 ADS 設(shè)計匹配電路的步驟？(1)在原理圖里設(shè)定輸人輸出端口和相應(yīng)的阻抗。(2)在原理圖里加入 Smith Chart Matching 控件，在控件的參數(shù)里面設(shè)置相關(guān)的 頻率和輸人/輸出阻抗等參數(shù)。(3)打開 Smith Chart Uiliy,導(dǎo)

28、入對應(yīng) Smith Chart Matching 控件的相關(guān)參數(shù)或 者輸入相關(guān)參數(shù)。(4)在 Smith Chart Uility 中選用元器件完成匹配。(5)生成匹配的原理圖。九心得體會及建議本次實驗，是對我本事的進(jìn)一步鍛煉，也是一種考驗。從中獲得的諸多收獲， 也是很可貴的，是十分有意義的。經(jīng)過這次實驗，我收獲了很多，一方面學(xué)習(xí)到 了許多以前沒學(xué)過的專業(yè)知識與知識的應(yīng)用，另一方面還提高了自我動手的本 事。在實驗中我學(xué)到了許多新的知識。是一個讓我把書本上的理論知識運(yùn)用于實 踐中的好機(jī)會，原先，學(xué)的時候感嘆學(xué)的資料太難懂，此刻想來，有些其實并不 難，關(guān)鍵在于理解。在這次實驗中還鍛煉了我其他方面的

29、本事，提高了我的綜合 素質(zhì)。首先，它鍛煉了我做項目的本事，提高了獨(dú)立思考問題、自我動手操作的 本事，在工作的過程中，復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)過的知識，并掌握了一些應(yīng)用知識的技 巧等。其次，實訓(xùn)中的項目作業(yè)也使我更加有團(tuán)隊精神。實驗?zāi)康?、步驟、電路圖、結(jié)果及數(shù)據(jù)分析、思考題一實驗項目分布參數(shù)匹配電路設(shè)計二實驗?zāi)康?. 掌握分布參數(shù)匹配電路設(shè)計方法2. 掌握雙分支匹配電路設(shè)計方法三實驗原理分布參數(shù)電路是指在高頻工作下,傳輸線的分布參數(shù)效應(yīng)不能被忽略，其電氣特 性由單位線長上的分布電感、分布電容、分布電阻和分布電導(dǎo)來描述，這時傳輸 線已與串聯(lián)電感和電阻、并聯(lián)電容和電導(dǎo)融為一體，利用傳輸線的分布參數(shù)特性 所組成

30、的電路就稱為分布參數(shù)電路，以這區(qū)別于由集總參數(shù)元件組成的集總參數(shù)四實驗步驟1.建立工程.(1)運(yùn)行 ADS2011,彈出 ADS2011 主窗口。(2)執(zhí)行菜單命令FileNew Workspace， 彈出“New Workspace Wizard" 對話框。對話框中的“Create in”為默認(rèn)的工作路徑，在“Workspace Name" 欄中輸入工程名為“MLIN ,DMatching”， 如圖 3-47 所示。單擊 3 下Next 按 鈕，選擇“Standard ADS Layers.0.0001 millimeter layout resolution"

31、， 單 擊Finish 按鈕，完成新建工程。2.設(shè)計原理圖(1)新建原理圖，命名為“MLIN_ DMatching”并保存。在原理圖設(shè)計窗口的菜單 欄中執(zhí)行菜單命令 Insert Template，打開“Insert Template”選擇窗 口，選擇“S_ Params”再單擊0K按鈕，在原理圖中插人 S 參數(shù)仿真模塊。(2)在原理圖設(shè)計窗口的面板列表中選擇“Smith Chart Matching”, 在“Smith ChartMatching”元器件面板中單擊 Smith 圓圖控件圈加入原理圖設(shè)計窗口，完 成后的電路圖如圖 3-48 所示。(3)以 Terml 作為源阻抗，Term1 阻

32、抗為 Z, = 500hm;以 Term2 作為負(fù)載阻抗， 修改 Term2 阻抗為 Z,=50+j*500hm;將 S 參數(shù)的掃頻范圍設(shè)置為 02GHz，步長為 0.001CHz，設(shè)置完參數(shù)的原理圖。(4)在原理圖設(shè)計窗口的菜單欄中執(zhí)行菜單命令Tools Smith Chart,自動 彈出 “ Smith Chart Utility" 窗口和 “ SmartComponent Syne" 窗口。在 “SmartComponent Syne"窗口中選擇“Update SmartComponent from simth Chart Utility” ( Smith

33、Chart Utility 參數(shù)更新時，SmartComponent 控件也更新) 后，單擊OK按鈕，出現(xiàn)如圖 3- 50 所示的“Smith ChartUtility”窗口。(5)在“Smith Chart Utility” 界面右下角的“Network Schematic” 窗口中， 選中 ZS*，將其“Value" 設(shè)置為“50 ”O(jiān)hm, 再選中負(fù)載 ZL，將其“Value"設(shè) 置為“50+j* 50"Ohm;最后在界面左上方的“Freq" 欄中將中心頻率設(shè)置為“1" GHz。(6)在.“Pelette"中選擇傳輸線回，然后把

34、鼠標(biāo)移入 Smith 圓圖中的- -個位置，單擊鼠標(biāo)左鍵確定，這時在“Network Schematie”窗口中會連接上一段串聯(lián)傳 輸線。單擊“Net- .work Schematic 窗口中剛插人的傳輸線，然后在“Value" 欄中輸入“45”Deg 后按下回車鍵。這時可以從 Smith 圓圖下方讀出 yn 的導(dǎo)納 為 Y=0.40000 +j0.20000(7)在“Palette”中選擇短路線回，然后把鼠標(biāo)移入 Smith 圓圖中的-一個位置， 單擊鼠標(biāo)左鍵確定。單擊“Network Schematie"窗口中剛插人的短路線，然后在 “Value” 欄中輸人“26. 5

35、65”Deg 后按下回車鍵。這時可以從 Smith 圓圖下 方讀出 yc 的導(dǎo)納為 Y =0.40000-jl. 80000，如圖 3-52 所示。(8)在“Palette”中選擇傳輸線，然后把鼠標(biāo)移入史密斯圓圖中的一一個位置， 單擊鼠標(biāo)左鍵確定。單擊“Network Schematie"窗口中剛插人的傳輸線，然后在 “Value"欄中輸人“135”Deg 后按下回車鍵。這時可以從 Smith 圓圖下方讀出 yn 的導(dǎo)納為 Y=1 +j3。說明:根據(jù)已知條件傳輸線 12 =3X/8,電長度即為 3/4， 所以 Value = 135Deg。(9)在“Palette” 中選擇

36、短路線，然后把鼠標(biāo)移入 Smith 圓圖中的一個位置， 單擊鼠標(biāo)左鍵確定。單擊“Network Schematic"窗口中剛插入的短路線，然后在 “Value" 欄中輸入“18. 435”Deg 后按下回車鍵。這時可以從 Smith 圓圖下方 讀出 y%的導(dǎo)納為 Y= 1.0000。說明:從步驟(8) 中已知 yw=1 +j3,這表明必須使 第二段短截線的電納為 jbx= j3,0.1024,所以 Value = 18. 435Deg。才能得到 y=y,=1。由此就可以確定第二段短截線的長度為 lg =0. 0512 入,電長目錄 (10)在"Palette&qu

37、ot;中選擇傳輸線，然后把鼠標(biāo)移人 Smith 圓圖中“ Source"點(diǎn)處 單擊鼠標(biāo)左鍵確定。單擊“Network Schematie" 窗口中剛插人的傳輸線，然后 在“Value"欄中輸人“135”Deg 后按下回車鍵。這時可以從 Smith 圓圖下方讀 出 y 的導(dǎo)納為 Y= 1.0000 到此就完成雙枝短截線匹配的全過程，完成后的 Smith 圓圖。(11)單擊Build ADS Cireuit 按鈕,完成后自動回到上層原理圖設(shè)計窗口。 (12)在原理圖設(shè)計窗口，單擊“Push Into Hierarchy"按鈕點(diǎn)，再單擊原理圖設(shè) 計窗口中 Sm

38、ith 圓圖元器件，查看自動生成的匹配網(wǎng)絡(luò)。(12)繼續(xù)往下做。 (13) 在匹配網(wǎng)絡(luò)子電路的原理圖設(shè)計窗口的面板列表中選擇 "TLines - Microstrip"，打開微帶元器件面板，然后選擇元面板中的下列元器件放人原理 圖中。置人微帶元器件的匹配網(wǎng)絡(luò)子電路圖。(14)雙擊元器件“MSUB"，如圖 3-56 所示設(shè)置微帶的基本參數(shù)。(15) 在原理圖設(shè)計窗口中執(zhí)行菜單命令 Tools LineCacl Start LineCacl,自動彈出"LineCacl" 窗口。 說明:因為要進(jìn)行微帶雙枝短截線匹配，所以需要把前面仿真所得的普通傳輸線 置換為微帶線。通過普通傳輸線的雙枝短截線匹配設(shè)計，得到了各段微帶線的電 長度(特性阻抗已知條件已給出)，接下來只需設(shè)置好微帶線的寬度和物理長度就 能完成整個設(shè)計過程。(16)按照步驟(14)