【《阻抗匹配电路的设计和仿真案例》1500字】

--阻抗匹配电路的设计和仿真案例目录TOC\o"1-3"\h\u12948阻抗匹配电路的设计和仿真案例 1281701.1用分立电容电感匹配 1166901.1.1设计及仿真过程 1109581.1.2仿真结果及分析 3106701.2微带单枝短截线匹配电路的仿真 428531.2.1设计及仿真过程 4227601.2.2仿真结果及分析 61.1用分立电容电感匹配设计步骤和目标，具体设计步骤如下：（1）在原理图里设定输入/输出端口和相应的阻抗。（2）在原理图里加入SmithChartMatching控件，在控件的参数里面设置相关的频率和输入/输岀阻抗等参数。（3）打开SmithChartUtility,导入对应SmithChartMatching控件的相关参数或者输入相关参数。（4）在SmithChartUtility中选用元器件完成匹配。（5）生成匹配的原理图。设计目标：设计L形阻抗匹配网络，使ZS=25−j∗15Ohm与ZL1.1.1设计及仿真过程建立原理图如下图1.1所示。图1.1控件参数设置好的原理图对应生成的匹配网络子电路图1.2所示，由图可知这次匹配运用了分立的电容电感器件以及它们具体的阻抗值。L=96.781916nH，C=46.732456pH。图1.2匹配电路在SmithChart窗口进行的匹配过程如图1.3所示，从这个图中我们可以清晰的看出整个过程中每一个步骤是如何实现的。在ZS和ZL之间的绿色的点是ZL第一次经并联了电容调整后的阻值。最后再把并联的部分和电感串联。图1.3史密斯圆匹配过程1.1.2仿真结果及分析最终的仿真结果如图1.4所示：图1.4仿真结果从上面的仿真结果中可以很清楚地看到在中心频率FP=50MHz时：输入、输岀阻抗在50MHz时，回波损耗dB(S11)=dB(S22)=-95.824dB小于-20dB。传输系数S12和S21都接近于0且大于-3dB。通过数据分析实现了在中心频率FP=50MHz时，该电路完成了很好的匹配。对于不同的工作环境以及不同的要求我们要选择具体的那种形式的匹配电路，这样会比较方便地找到所需元件。在频率较高的场合LC分立器件自身的寄生参数会对整体的阻抗匹配网络的性能产生很大的影响。1.2微带单枝短截线匹配电路的仿真本小节我们所讨论的匹配电路，它是由串联的微带线和并联的终端开路短截线或终端短路短截线所组成的。这种电路有两种常规的结构：（1）一种是负载与短截线并联后再与一段串联传输线相连；（2）另外一种是负载与串联传输线相连后再与一段终端开路或终端短路短截线并联。其示意图如下图1.5所示：图1.5微带单枝短截线匹配电路的拓扑结构设计目标：为了解决上面LC分立器件匹配电路，在频率高于1GHz时它自己本身的参数会产生很大的影响。设计一种匹配电路可以解决这个问题。把ZL=30+j∗50Ohm匹配到Z1.2.1设计及仿真过程（1）在原理图中插入S参数仿真模块；（2）设计原理图设置参数；设置中心频率为FP=1.5GHz、源阻抗的阻值ZL（3）将S参数的扫频范围设置为：Start=1GHz、Stop=2GHz、Step=0.001GHz。设置完成的电路原理图如下图1.6所示：图1.6完成参数设置的微带单枝短截线匹配电路原理图在原理图中，单击“Pushintohierarchy”会自动生成匹配网络子电路如图1.7所示。图1.7微带单枝短截线匹配网络的子电路图我们可以从图中看出微带T形节向三个方向的宽度都相等。传输线MLIN它的宽度为9.761mil长度为1460mil。微带短路枝节线MLEF它的宽度和T形节相对于，长度为252mil。原理图对应的匹配网络子电路图的拓扑结构为上文中介绍的第二种。这种匹配网络适用于频率高与1GHz的工作场合。1.2.2仿真结果及分析由下面的图1.8可知，当在中心频率f=1.5GHz时S11和S22幅度为0.08小于0.1，说明在中心频率f=1.5GHz附近时回波损耗小。在中心频率f=1.5GHz时S12和S由下面的对比分析图，当在中心频率f=1.5GHz附近S11、S22的值为最小值S12和S21的值为最大值。S11、S22为图1.8微带单枝短截线匹配的仿真结果图1.9微带单枝短截线S参数对比分析图微带单枝