实验一 匹配电路的设计及仿真.doc

实验一 匹配电路的设计与仿真 实验目的 1、掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理 2、掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理 3、掌握并(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理 4、了解ADS软件的主要功能特点 5、掌握Smith原图的构成及在阻抗匹配中的应用 6、了解微带线的基本结构 二、实验原理 1、基本阻抗匹配理论 ， 信号源的输出功率取决于Us、Rs和RL。在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k。当RL=Rs时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻，都不可能使负载获得最大功率，且两个电阻值偏差越大，输出功率越小。 共轭匹配： 当 ，源输出功率最大，称作共轭匹配 若 ，需在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络 ，将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭。 阻抗匹配： ①λ/4阻抗变换器 ②并(串)联单支节调配器 调配原理 调配过程： . yL 于A点 等ρ圆顺时针旋转与g=1 的圆交于B点，旋转长度为d（接入点的位置） B点的虚部为jb，并联支节的电纳为-jb，则匹配 –jb于E点，则支线电长度为l（短路线） 实验内容 设计L型阻抗匹配网络，使Zs=(25－j*25) Ohm信号源与ZL=(100－j*25) Ohm的负载匹配，频率为500MHz。 设计微带单枝节短截线匹配网络，使ZS=(55－j*40) Ohm信号源与ZL=(30+j*50) Ohm的负载匹配，频中心频率为1.5GHz 实验步骤 I、L型匹配网络 1、打开ADS 2、新建一个工程，长度单位选毫米 3、选“No help needed”，然后单击“finish” 在元件库列表中选择“Simulating-S Param”，单击 SP和 Term放入两个Term和一个SP控件 双击Term1，Term2端口，弹出对话框改变参数 双击S-Paraemters控件，弹出对话框改变参数 选择元件库“Smith Chart Matching”，单击 在原理图中添加“DA_SmithChart Matching”控件，单击工具栏 ，放置并连接原件 双击DA_SmithChartMatching控件，设置相关参数 9、执行菜单命令【Tools】 【Smith Chart】，弹出“SmartComponent Syne”对话框，选择“Update SmartComponent from Smith Chart Utility”，单击OK 改变Freq，单击“DefineSource/load Network terminations”按钮 采用分立元件LC匹配过程如下图 改变L、C位置，观察L、C值变化时输入阻抗变化轨迹 单击“Build ADS Circuit”按钮，即可生成相应的电路 选中DA_SmithChartMatch控件，单击菜单栏向下的箭头，以查看匹配电路 单击向上的箭头，返回到原理图 15、单击 图标，进行仿真 16、单击 ，在结果窗口单击，选中要查看的图形，仿真结果输出 II、微带单支节短截线 新建一个工程，长度单位选毫米 在元件库列表中选择“Passive Circuit DG-Matching”，放置元件MSUB（微带基片）和SSMATH（微带单支节短截线） 执行菜单命令【Insert】 【Template】，选择S_ Params，在原理图中加入S参数模块 双击MSUB元件，设置参数 双击“DA_SSMatch_MLIN_SMatching”控件，设置参数，输入阻抗与源阻抗Zs共轭 设置TERM1、TERM2阻抗，S参数扫频方案，完成设计 执行菜单命令【DesignGuade】 【Passive Circuit】，选择对话框中的Microstrip Control Window，选择Design Assiant Design，100%出现后，Close该对话框 8、选中SSMatch控件，单击菜单栏向下的箭头，以查看匹配电路 9、单击向上的箭头，返回到原理图 10、单击“齿轮”按钮，进行仿真，分析结果 11、匹配电路的版图生成。 在工具栏单击“Deactive or Active”控件 ，然后单击2个“地”、2个“Term”，“SP”控件，使它们失效，就不会出现在所生成的版图中。 执行菜单命令【Layout】-【Generate/Upd