實(shí)驗(yàn)三 調(diào)諧匹配

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1、射頻實(shí)驗(yàn)三調(diào)諧匹配一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解基本的調(diào)諧阻抗匹配理論和設(shè)計(jì)方法。2.利用ADS仿真設(shè)計(jì)匹配電路。3.利用調(diào)諧的方法得到匹配的參數(shù)值二．預(yù)習(xí)內(nèi)容：1．熟悉微波課程有關(guān)阻抗匹配的理論知識(shí)。2．熟悉微波課程有關(guān)阻抗變換器的理論知識(shí)。三、軟件仿真：(一)設(shè)計(jì)一個(gè)工作中心頻率900MHz，頻寬50MHz的50-75Ω的T型阻抗變換器。(RS=50Ω,RL=75Ω)先進(jìn)行理論計(jì)算，然后用ADS進(jìn)行驗(yàn)證。主要看輸入輸出的阻抗是否匹配到匹配點(diǎn)。（要求得出匹配前和匹配后各自的Smith圓圖）匹配前的輸入輸出端Smith圓圖(二)用調(diào)諧的方法求的匹配

2、電路，并比較。（三）利用ADS調(diào)諧的方法得出(一)中的Pi型匹配電路各個(gè)元件的值，并和理論計(jì)算值進(jìn)行比較，說明各自的優(yōu)勢(shì)。并進(jìn)行S參數(shù)仿真，求出匹配后S(1,1)、S(2,2)矩形圖和圓圖，S(2,1)矩形圖并分析。四、對(duì)實(shí)驗(yàn)二匹配的結(jié)果進(jìn)行調(diào)諧，看看能否提高匹配的效果。五、利用ADS的優(yōu)化工具對(duì)實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化的目標(biāo)：S(1,1)，S(2,2)均小于-30dB，看看S(2,1)能否改善，改善了多少？附錄1.設(shè)置最優(yōu)化控制器和優(yōu)化目標(biāo)a．以新命名保存實(shí)驗(yàn)二的原理圖。b．在Option/stat/Yield面板中引入optimiza

3、tioncontroller(優(yōu)化控制器)和goal（優(yōu)化目標(biāo)），如下圖所示。a．雙擊goal進(jìn)行編輯。在對(duì)話框中輸入如下設(shè)置，每完成一設(shè)置點(diǎn)擊Apply一次，全部完成后點(diǎn)OK。lExpr:dB(S(1,1))SimInstaceName:SP1lMax=-30(S11至少為-30dB才能滿足優(yōu)化目標(biāo))lRangeVar=freqRangeMin=800MHzRangeMax=1000MHz關(guān)于引號(hào)標(biāo)記備注：值的范圍無需用引號(hào)因?yàn)樗鼈兪侵刀亲址╯trings）（變量）。b．復(fù)制S11的目標(biāo)——選中并使用copy圖標(biāo)。c．在屏幕上改變g

4、oal表式為”dB(S(2,2))”，如右圖所示?，F(xiàn)在，你的輸入和輸出端各有一個(gè)匹配目標(biāo)。d．設(shè)置OPTIM控制器：對(duì)本實(shí)驗(yàn)大多數(shù)默認(rèn)值可保留，包括隨機(jī)類型。但是要編輯控制器，并設(shè)置maxlter=125和theFinalAnalysis=”SP1”。這些設(shè)置意味著為達(dá)到目標(biāo),優(yōu)化器將重復(fù)運(yùn)行125次。最終的分析也會(huì)自動(dòng)隨最后一個(gè)值運(yùn)行，這樣你無需運(yùn)行另一個(gè)仿真，而可得到結(jié)果曲線。關(guān)于Optim參數(shù)設(shè)置的備注——SetBestValues=yes表示原理圖中的元件可以隨最佳優(yōu)化值更新。Save設(shè)置會(huì)保存所有數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)，在某些情況下，這些操

5、作涉及大量數(shù)據(jù)，占用大量內(nèi)存。默認(rèn)值可面向所有目標(biāo)和所有原理圖上的可用元件（下一步將講到），但是你可對(duì)OPTIM控制器進(jìn)行編輯，選擇要使用的目標(biāo)或變量。所有這些設(shè)置在HELP（手冊(cè)）上均有解釋。1.使元件能夠進(jìn)行最優(yōu)化處理（啟動(dòng)元件最優(yōu)化處理）a．編輯（雙擊）電感L_match_in，出現(xiàn)對(duì)話框后，點(diǎn)擊Tune/Opt/DOESetup按鈕，在Optimization標(biāo)簽中，電感的OptimizationStatus設(shè)置為Enable，如下圖所示，輸入連續(xù)范圍從1nH到40nH。點(diǎn)OK，元件文本框會(huì)顯示opt函數(shù)和范圍。b．繼續(xù)對(duì)其它3個(gè)匹

6、配元件進(jìn)行Enable設(shè)置，如下圖所示。用對(duì)話框?qū)γ總€(gè)元件進(jìn)行編輯，你也可對(duì)opt函數(shù)和大括號(hào)中范圍在屏幕中直接輸入。此外，也可使用F5鍵按需要移動(dòng)元件文本框。a．按下圖檢查電路并仿真，查看狀態(tài)窗口（statuswindow）。b．狀態(tài)窗口報(bào)告了仿真進(jìn)程。如果滿足目標(biāo)，則EF（誤差函數(shù)）=0。如果EF變到很接近0值，表示迭代（iteration）運(yùn)算成功。對(duì)EF=0（或某些情況下接近0），下一步便是更新元件值并繪圖。如果你的EF不等于0，則檢查原理圖并再試一次。c．對(duì)于優(yōu)化過程中EF不為0的備注——如果一次優(yōu)化后目標(biāo)不能滿足，你可適當(dāng)降低目

7、標(biāo)或預(yù)期的誤差要求。也可找到指標(biāo)位于優(yōu)化范圍邊緣的元件，擴(kuò)展其優(yōu)化范圍，也可嘗試另一優(yōu)化方案，增加重復(fù)次數(shù)或使用另一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。