射頻集成電路設(shè)計實驗報告

1、大連理工大學本科實驗報告 課程名稱： 射頻集成電路設(shè)計實驗 學院（系）： 電子信息與電氣工程學部 專 業(yè)： 集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng) 班 級： 學 號： 學生姓名： 成 績： 2016 年 6 月 5 日目錄實驗一 分立電容電感匹配仿真實驗3一、實驗?zāi)康?二、設(shè)計平臺3三、實驗原理3四、實驗步驟3五、原理圖設(shè)計31、匹配電路原理圖：32、匹配過程及網(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實驗二 微帶線單支短截線匹配仿真實驗6一、實驗?zāi)康?二、設(shè)計平臺6三、實驗原理6四、實驗步驟6五、原理圖設(shè)計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、實驗心得8 實驗一 分立電容電感匹配仿真實驗1、 實驗?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)成無源網(wǎng)絡(luò)，使負載阻抗和源阻抗共軛匹配，實現(xiàn)電路的最大功率傳輸。2、 實驗平臺ADS2011仿真軟件3、 實驗原理在射頻電路設(shè)計中，阻抗匹配十分的重要。阻抗匹配的通常做法是在源和負載之間插入一個無源網(wǎng)絡(luò)，使負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)。本次實驗的目的是實現(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是看向負載的輸入阻抗，Z1*是看向信號源的源阻抗，Z1和Z1*共軛；Z2*是負載看向左邊的輸出阻抗，Z2和Z2*共軛，則整個電路實現(xiàn)最大功率的傳輸。

3、但若沒有設(shè)計中間的匹配網(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，即有功率損失。故電路設(shè)計當中需要在輸入阻抗和輸出阻抗中間插入一個匹配網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)阻抗變換，使Z2變換成Z1，使其與Z1*共軛，消除反射信號，實現(xiàn)最大功率傳輸。由于分立元件在高頻是會產(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。故本次實驗的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，應(yīng)采用為微帶線的分布參數(shù)元件來實現(xiàn)。4、 實驗步驟（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、實驗結(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1MHz。（2） 匹配過程及網(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 實驗

5、二 微帶線單支短截線匹配仿真實驗一、實驗?zāi)康氖褂肁DS2011仿真軟件，用微帶線單支短截線實現(xiàn)的負載與信號源負載的阻抗匹配。二、實驗平臺ADS2011仿真軟件三、實驗原理微帶匹配電路分為單短截線匹配和雙短截線匹配。本次實驗使用的匹配電路是由串聯(lián)的微帶線和并聯(lián)的終端開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撲結(jié)構(gòu)如下圖所示：一種是負載與短截線并聯(lián)之后再與一段串聯(lián)傳輸線相連；另一種是負載與串聯(lián)傳輸線相連后再與一段終端開路或終端短路短截線并聯(lián)。本次實驗使用的是前一種拓撲結(jié)構(gòu)。其基本原理與分立集總參數(shù)元件構(gòu)成無緣匹配網(wǎng)絡(luò)一致，通過組合分布參數(shù)不同的微帶線構(gòu)成合適的匹配網(wǎng)絡(luò)，使負載阻抗變換為信號源阻抗的共軛阻抗。不同的是微帶線的分布參數(shù)相較于集總參數(shù)計算更加復(fù)雜，且適用更高頻率的傳輸電路。本次實驗?zāi)繕耍涸O(shè)計微帶線單支短截線匹配電路，把阻抗ZL=(50-j*200)Ohm的負載匹配到阻抗ZS=(30+j*100)Ohm的信號源，中心頻率為1.5GHz，S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)頻率掃描范圍為1GHz-2GHz，步長為0.001GHz。4、 實驗步驟（1） 新建工程（2） 設(shè)計原理圖（3） 選擇元器件參數(shù)（4） Smith圓圖仿真5、 實驗結(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 實驗心得通過本次實驗，深刻理解了關(guān)于