实验一 匹配电路仿真与设计

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1、实验一匹配网络的设计与仿真掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理掌握并(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理了解ADS软件的主要功能特点掌握Smith原图的构成及在阻抗匹配中的应用了解微带线的基本结构一、实验目的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。二、基本阻抗匹配理论1.共轭匹配：当，源输出功率最大

2、，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。2.阻抗匹配：λ/4阻抗变换器b).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）6调配原理y(左)=1=y(右)+jby(右)=1-jb调配过程a).yL于A点BAc).B点的虚部为jb，并联支节的电纳为-jb，则匹配d).–jb于E点，则支线电长度为l（短路线）bd-blE并(串)联单支节调配器y(左)y(右)设计目标：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500M

3、Hz。例1：分立器件LC匹配网络设计三、ADS仿真步骤打开ADS新建一个Workspace，并命名为“学号或姓名”OR新建原理图OR元件库列表元件列表原理图编辑区原理图设计界面设置原理图设计规则：菜单命令【Options】【Preferences】在元件面板列表中选择“Simulating-SParam”，单击和放两个Term和一个S-P控件双击Term1、Term2端口，弹出设置对话框，设置参数：6.双击S-Parameters控件，弹出设置对话框，设置参数Start:100MHzStop:1100MHzStep-size:10MHz7.选择元件库“

4、SmithChartMatching”，单击,在原理图中添加“DA_SmithChartMatching”控件；单击工具栏“”和“”，放置地并连接元件双击DA_SmithChartMatch控件，设置控件相关参数如下原理图执行菜单命令【Tools】【SmithChart】，弹出“SmartComponentSync”对话框；选择“UpdateSmartComponentfromSmithChartUtility”，单击“OK”单击“DefineSource/LoadNetworkterminations”按钮网络源阻抗选择时网络输入阻抗与源阻抗相等选择

5、时网络输出阻抗与该值共轭先选并联C，鼠标移至圆图区，负载变为A点时单击左键；再选串联电感L，负载移至时，单击左键完成匹配（删除电容、电感，位置交换再试，观察！）采用LC分立器件匹配过程如下图所示改变可移动目标阻抗A改变L、C的位置，观察L、C值变化时输入阻抗的变化轨迹！单击“BuildADSCircuit”按钮，即可生成相应的电路选中DA_SmithChartMatch控件，单击“”，以查看匹配电路单击“”，返回原理图单击“”图标，进行仿真匹配结果单击“”，在结果窗口单击，就会出现如下对话框，仿真结果图形输出。MarkerNew仿真结果设计L型阻抗匹配

6、网络，使Zs=(46－j×124)Ohm信号源与ZL=(20+j×100)Ohm的负载匹配，频率为2400MHz.要求：用SmithChart工具中的实现。练习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例2：微带单枝节短截线匹配电路的设计1.新建原理图，命名“Stub_MLIN_Match”选择“PassiveCircuitDG-MicrostripCircuits”元件库放置元件MSUB”（微带基片）和“SSMtch”(单枝节短截线）2.执行菜单命令【Inse

7、rt】【Template】，选择“S_Params”，在原理图中插入S参数仿真结果输出模版，并连线3.双击元件“MSUB”，设置微带线基本参数4.双击“DA_SSMatch1”控件，设置中心频率F、输入阻抗(与源阻抗ZS共轭匹配），负载阻抗Zload5.设置Term1、Term2的阻抗，S参数的扫频方案，完成设计6.执行菜单命令【DesignGuide】【PassiveCircuit】；选择对话框中“PassiveCircuitControlWindow…”100%出现后，关闭该对话框7.选中“SSMatch1”控件，单击“”图标，查看自动生成的匹配

8、网络8.单击“”，返回原理图9.按F7进行仿真，对结果进行分析仿真结果（S参数）