微波电路eda实验报告

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1、微波电路EDA实验报告实验内容:(1)低噪声放大器(2)PCB立体布线的不连续性分析学院:电子工程学院专业:电磁场与微波技术班级:研2-125姓名:袁盟盟学号:1202120938指导老师:张媛媛实验一低噪声放大器一、设计要求设计一个低噪声放大器,技术指标为:工作频率5GHz,增益>10dB,噪声系数<1.2dB,稳定性无限制。记录放大器的总电路,以及放大器的增益、匹配、噪声、稳定性等参数的测量结果。二、实验仪器硬件:PC机软件:MicrowaveOffice三、设计步骤(1)元件特性测试创建原理图,命名为Device由元件库选择富士的FujitsuFHX35LG管子,添加到

2、电路图,在DataFiles项内添加管子的数据文件,按要求编辑元件符号。在电路图中添加2个端口,并连接到晶体管上,如图1所示,设置工作频率:0.1GHz~20GHz,步长为0.1GHz。图1元件测试原理图测量元件的S11以及S22参数,它们的圆图如图2(a)、(b)所示,测量元件的S21以及MSG(测量项为LinearGain),测量结果如图2(c)所示(a)测量项S11(b)测量项S1205101520Frequency(GHz)TwoPortGain010203040DB(

3、S[2,1]

4、)DeviceDB(MSG)Device(c)测量项S21和MSG图2元件特性测试结

5、果测量元器件的噪声系数,测量项为NF和NFMin,测量结果如图3所示,再测量元件的稳定性数据(StabilityData)测量结果如图4所示。图3元件的噪声系数图4元件的稳定性(2)稳态元件电路继续先前的工程,添加外围电路,命名为StableDevice如图5所示,仿真并调节R1、R2的阻值,检查放大器增益模块特性的各个测量的变化情况。其中NF、NFMin的测量结果如图6所示,参数K、B1如图7所示。图5稳态元件电路图6稳态元件电路的噪声系数图7稳态元件电路的稳定性由图7可以看书,此时宽带稳定器件的参数K及B1是一致的,在工作点5GHz处的各项参数的性能最佳,此时,R1为46

6、1欧姆,R2为325欧姆。保持工作频率不变,添加测量项NFCIR(噪声系数圆),SCIRI(稳定性圆),测量类型为Circle,测量结果如图8所示。图8噪声系数圆及稳定性圆测量结果(3)输入、输出匹配电路继续先前工程,将工作频率设为5GHz,创建原理图,命名为Inputmatchingcircuit,添加输入匹配电路,如图9所示,R1、R2可调。再创建放大器电路,命名为Amplifier,如图10所示,图中的右侧支路为稳定性元件电路,即图5。图9输入匹配电路图10放大器电路添加一个简单的输出匹配电路,创建原理图,命名为Outputmatchingcircuit,电路如图11所

7、示,在放大器电路Amplifier中加入输出匹配电路,如图12所示,图中的右侧支路即为新添加的输出匹配电路。图11输出匹配电路图12放大器电路添加放大器Amplifier电路的增益及匹配参数测量图,命名为GainAndMatch,测量项为S21、S11、S22,调节L1使放大器的增益(S21)最大。(4)放大器总电路继续先前工程,最终的放大器总电路如图12所示,各支路如前所述,将工作频率改为最初的宽频带范围,0.1GHz~20GHz,步长为0.1GHz,增益及匹配测量图GainandMatch结果如图13所示。图13增益及匹配测量图添加放大器电路Amplifier的噪声系数测

8、量图,命名为Noise,测量项为NF,测量结果如图14所示。图14噪声测量图添加放大器电路Amplifier的稳定性测量图,命名为Stability,测量项为K、B1(将y轴取log),测量结果如图15所示。图15稳定性测量图分析上面的结果,可以看出,在工作频率为5GHz时,该低噪声放大器的增益大于10dB,噪声系数小于1.2dB,基本上符合设计要求。实验二PCB立体布线的不连续性分析一、设计要求建立、求解和分析一个具有连续性微带线不连续性的射频特性。记录S21参数曲线并标注出各个极小值点,在各个极小值点的频率点分析接地板的三维场强分布,并记录其中2个频率点的场强分布图。二、

9、实验仪器硬件:PC机软件:AnsoftHFSs三、设计步骤(1)创建工程打开HFSS,创建一个工程,命名为Ex14_Msvia,插入HFSS设计,将设计命名为Msvia,设置求解类型为DrivenModal项,将单位设置为mm。(2)创建模型主要分一下10步完成(具体过程不再详细给出):1、绘制PCB板(pcb);2、绘制下接地板(bot_gnd);3、绘制上接地板(top_gnd);4、绘制导线(trace1);5、绘制垫片,即焊点(pad);6、绘制过孔(keepout);7、绘制端口、复制(por

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