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做射频匹配设计的时候,史密斯圆图是基本功。今天用一个实际案例走一遍:把一个100Ω的负载匹配到50Ω。
## 问题描述
负载阻抗 ZL = 100 + j0 Ω,需要匹配到源阻抗 ZS = 50 + j0 Ω,频率1GHz。
## 用L型网络匹配
L型匹配网络有两种拓扑:
- 串联电感 + 并联电容(高阻到低阻)
- 串联电容 + 并联电感(低阻到高阻)
我们的情况是负载100Ω > 源50Ω,所以用第一种:串联电感在负载侧,并联电容在源侧。
## 圆图步骤
1. 在圆图上找到100Ω的位置(归一化后是2.0)
2. 沿等电阻圆顺时针转(串联电感,阻抗虚部增加)
3. 转到与g=0.02(即r=0.5)的等电导圆相交
4. 然后沿等电导圆逆时针转(并联电容,导纳虚部增加)
5. 转到中心点(50Ω)
## 计算结果
经过圆图计算:
- 串联电感:约 7.9 nH
- 并联电容:约 3.2 pF
## 实际验证
用ADS仿真验证一下:
- S11在1GHz处约 -35dB,匹配效果很好
- 带宽大概200MHz左右,L型匹配就是窄带的
## 设计要点
1. L型匹配结构简单,但带宽窄,只适合窄带应用
2. 宽带匹配需要用Π型或T型网络
3. 实际设计中还要考虑元件的寄生参数和PCB走线的影响
大家做射频匹配的时候,一般用什么方法?圆图手算还是直接用仿真软件优化?
## 问题描述
负载阻抗 ZL = 100 + j0 Ω,需要匹配到源阻抗 ZS = 50 + j0 Ω,频率1GHz。
## 用L型网络匹配
L型匹配网络有两种拓扑:
- 串联电感 + 并联电容(高阻到低阻)
- 串联电容 + 并联电感(低阻到高阻)
我们的情况是负载100Ω > 源50Ω,所以用第一种:串联电感在负载侧,并联电容在源侧。
## 圆图步骤
1. 在圆图上找到100Ω的位置(归一化后是2.0)
2. 沿等电阻圆顺时针转(串联电感,阻抗虚部增加)
3. 转到与g=0.02(即r=0.5)的等电导圆相交
4. 然后沿等电导圆逆时针转(并联电容,导纳虚部增加)
5. 转到中心点(50Ω)
## 计算结果
经过圆图计算:
- 串联电感:约 7.9 nH
- 并联电容:约 3.2 pF
## 实际验证
用ADS仿真验证一下:
- S11在1GHz处约 -35dB,匹配效果很好
- 带宽大概200MHz左右,L型匹配就是窄带的
## 设计要点
1. L型匹配结构简单,但带宽窄,只适合窄带应用
2. 宽带匹配需要用Π型或T型网络
3. 实际设计中还要考虑元件的寄生参数和PCB走线的影响
大家做射频匹配的时候,一般用什么方法?圆图手算还是直接用仿真软件优化?