射頻集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、大連理工大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱： 射頻集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 學(xué)院（系）： 電子信息與電氣工程學(xué)部 專 業(yè)： 集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 成 績(jī)： 2016 年 6 月 5 日目錄實(shí)驗(yàn)一 分立電容電感匹配仿真實(shí)驗(yàn)3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、設(shè)計(jì)平臺(tái)3三、實(shí)驗(yàn)原理3四、實(shí)驗(yàn)步驟3五、原理圖設(shè)計(jì)31、匹配電路原理圖：32、匹配過(guò)程及網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)圖：43、匹配網(wǎng)絡(luò)電路圖：44、SMITH原圖及仿真結(jié)果：5實(shí)驗(yàn)二 微帶線單支短截線匹配仿真實(shí)驗(yàn)6一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、設(shè)計(jì)平臺(tái)6三、實(shí)驗(yàn)原理6四、實(shí)驗(yàn)步驟6五、原理圖設(shè)計(jì)61、匹配電路原理圖：62、匹配網(wǎng)絡(luò)電路圖：73、SMITH原圖及仿真結(jié)果：

2、7五、實(shí)驗(yàn)心得8 實(shí)驗(yàn)一 分立電容電感匹配仿真實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖褂肁DS2011仿真軟件，用分立的電容電感元件串并聯(lián)構(gòu)成無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，使負(fù)載阻抗和源阻抗共軛匹配，實(shí)現(xiàn)電路的最大功率傳輸。2、 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)ADS2011仿真軟件3、 實(shí)驗(yàn)原理在射頻電路設(shè)計(jì)中，阻抗匹配十分的重要。阻抗匹配的通常做法是在源和負(fù)載之間插入一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，使負(fù)載阻抗與源阻抗共軛匹配，這種網(wǎng)絡(luò)稱為匹配網(wǎng)絡(luò)。本次實(shí)驗(yàn)的目的是實(shí)現(xiàn)電路的最大功率傳輸，阻抗匹配的具體思路如下圖所示，其中Z1是看向負(fù)載的輸入阻抗，Z1*是看向信號(hào)源的源阻抗，Z1和Z1*共軛；Z2*是負(fù)載看向左邊的輸出阻抗，Z2和Z2*共軛，則整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)最大功率的傳輸。

3、但若沒(méi)有設(shè)計(jì)中間的匹配網(wǎng)絡(luò)，那么看向左邊的阻抗是Z1*，看向右邊的阻抗是Z2，阻抗不共軛，產(chǎn)生反射信號(hào)，即有功率損失。故電路設(shè)計(jì)當(dāng)中需要在輸入阻抗和輸出阻抗中間插入一個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗變換，使Z2變換成Z1，使其與Z1*共軛，消除反射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸。由于分立元件在高頻是會(huì)產(chǎn)生寄生效應(yīng)，由其組成的匹配網(wǎng)絡(luò)一般用于1GHz及更低的頻段。故本次實(shí)驗(yàn)的S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的掃描頻段為1MHz到100MHz。如果要求匹配網(wǎng)絡(luò)的工作頻段在1GHz以上時(shí)，應(yīng)采用為微帶線的分布參數(shù)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。4、 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 在原理圖里設(shè)定輸入/輸出端口和相應(yīng)阻抗。（2） 在原理圖里加入Smith Chart Match

4、ing 控件，在控件的參數(shù)里面設(shè)置相關(guān)頻率和輸入/輸出阻抗參數(shù)。（3）打開(kāi)Smith Chart Utility ,導(dǎo)入相應(yīng)的Smith Chart Mactching 控件的相關(guān)參數(shù)或者輸入相關(guān)參數(shù)。（4）在Smith Chart Utility 中選用元器件完成匹配。（5）生成匹配的原理圖。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1） 匹配電路原理圖其中輸入阻抗：Z1=50-j*30； 輸出阻抗：Z2=100-j*40；頻率掃描：1.0MHz-100MHz，步長(zhǎng)1MHz。（2） 匹配過(guò)程及網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)圖（3） 匹配網(wǎng)絡(luò)電路圖 其中：電感L=277.61nH；電容C=20.71pF；（4） Smith原圖及仿真結(jié)果 實(shí)驗(yàn)

5、二 微帶線單支短截線匹配仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖褂肁DS2011仿真軟件，用微帶線單支短截線實(shí)現(xiàn)的負(fù)載與信號(hào)源負(fù)載的阻抗匹配。二、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)ADS2011仿真軟件三、實(shí)驗(yàn)原理微帶匹配電路分為單短截線匹配和雙短截線匹配。本次實(shí)驗(yàn)使用的匹配電路是由串聯(lián)的微帶線和并聯(lián)的終端開(kāi)路短截線或終端短路短截線構(gòu)成，通常稱之為微帶線單支短截線匹配電路。這種匹配電路有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：一種是負(fù)載與短截線并聯(lián)之后再與一段串聯(lián)傳輸線相連；另一種是負(fù)載與串聯(lián)傳輸線相連后再與一段終端開(kāi)路或終端短路短截線并聯(lián)。本次實(shí)驗(yàn)使用的是前一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其基本原理與分立集總參數(shù)元件構(gòu)成無(wú)緣匹配網(wǎng)絡(luò)一致，通過(guò)組合分布參數(shù)不同的微帶線構(gòu)成合適的匹配網(wǎng)絡(luò)，使負(fù)載阻抗變換為信號(hào)源阻抗的共軛阻抗。不同的是微帶線的分布參數(shù)相較于集總參數(shù)計(jì)算更加復(fù)雜，且適用更高頻率的傳輸電路。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：設(shè)計(jì)微帶線單支短截線匹配電路，把阻抗ZL=(50-j*200)Ohm的負(fù)載匹配到阻抗ZS=(30+j*100)Ohm的信號(hào)源，中心頻率為1.5GHz，S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)頻率掃描范圍為1GHz-2GHz，步長(zhǎng)為0.001GHz。4、 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 新建工程（2） 設(shè)計(jì)原理圖（3） 選擇元器件參數(shù)（4） Smith圓圖仿真5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1） 匹配電路原理圖（2） 匹配網(wǎng)絡(luò)電路圖（3） Smith原圖及仿真結(jié)果 5 實(shí)驗(yàn)心得通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，深刻理解了關(guān)于