(完整版)ADS仿真作业用LC元件设计L型的阻抗匹配网络
ADS仿真作业用LC元件设计L型的阻抗匹配网络资料
用LC 元件设计L 型的阻抗匹配网络一 设计要求：用分立LC 设计一个L 型阻抗匹配网络，使阻抗为Z s =25-j*15 Ohm 的信号源与阻抗为Z L =100-j*25 Ohm 的负载匹配，频率为50Mhz 。
（L 节匹配网络） 二 阻抗匹配的原理用两个电抗元件设计L 型的匹配网络，应该是匹配网络设计中最简单的一种， 但仅适用于较小的频率和电路尺寸的范围，即L 型的匹配网络有其局限性 在RF 理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching ）问题。
阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。
其根本原因是微波电路传输的是电磁波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。
所以在设计时，设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
根据最大功率传输定理，要获得信号源端到负载端的最大传输功率，需要满足信号源阻抗与负载阻抗互为共轭的条件，即L L S S iX R iX R +=+。
若电路为纯电阻电路则0==L S X X ，即L S R R =。
而此定理表现在高频电路上，则是表示无反射波，即反射系数为0.值得注意的是，要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。
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. 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
ADS阻抗匹配原理及负载阻抗匹配
功率放大器设计的关键：输出匹配电路的性能2008-05-15 17:51:20 作者：未知来源:电子设计技术关键字：功率放大器匹配电路匹配网络s参数串联电阻输出功率Cout耗散功率网络分析仪高Q值对于任何功率放大器（功率放大器）设计，输出匹配电路的性能都是个关键。
但是，在设计过程中，有一个问题常常为人们所忽视，那就是输出匹配电路的功率损耗。
这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器，以及其他耗能元件中。
功率损耗会降低功率放大器的工作效率及功率输出能力。
因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件，所以耗散损失与传感器增益有很大的区别。
输出匹配的具体电路不同，损耗也不一样。
对于设计者而言，即使他没有选择不同技术的余地，在带宽和耗散损失之间，在设计方面仍然可以做很多折衷。
匹配网络是用来实现阻抗变化的，就像是功率从一个系统或子系统传送另一个系统或者子系统，RF设计者们在这上面下了很大的功夫。
对于功率放大器，阻抗控制着传送到输出端的功率大小，它的增益，还有它产生的噪声。
因此，功率放大器匹配网络的设计是性能达到最优的关键。
损耗有不同的定义，但是这里我们关心的是在匹配网络中，RF功率以热量的形式耗散掉的损耗。
这些损耗掉的功率是没有任何用途。
依据匹配电路功能的不同，损耗的可接受范围也不同。
对功率放大器来讲，输出匹配损耗一直是人们关注的问题，因为这牵涉到很大的功率。
效率低不仅会缩短通话时间，而且还会在散热和可靠性方面带来很大的问题。
例如，一个GSM功率放大器工作在3.5V电压时，效率是55%，能够输出34dBm的功率。
在输出功率为最大时，功率放大器的电流为1.3A。
匹配的损耗在0.5dB到1dB的数量级，这与输出匹配的具体电路有关。
在没有耗散损失时，功率放大器的效率为62%到69%。
尽管损耗是无法完全避免的，但是这个例子告诉我们，在功率放大器匹配网络中，损耗是首要问题。
耗散损失现在我们来看一个网络，研究一个匹配网络（图1a）中的耗散损失。
ADS匹配网络的设计与仿真培训讲学
A D S匹配网络的设计与仿真射频实验报告（1）学号：08058017班级：信息 83姓名：何彬一、实验名称匹配网络的设计与仿真二、 实验原理 基本阻抗匹配理论 (1)……………… （2） 由式1与式2可得： (3)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。
广义阻抗匹配：U s(a )(b )10.750.50.250P o /P i k1L L s s L o R R R U R I P 222)(+==ss i s L R U P kR R 2,==io Pk k P 2)1(+=•阻抗匹配概念可以推广到交流电路。
当负载阻抗ZL与信号源阻抗Zs共轭时，即，能够实现功率的最大传输，称作共轭匹配或广义阻抗匹配。
•如果负载阻抗不满足共轭匹配条件，就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络N，将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭，实现阻抗匹配。
三、实验内容（一）、L型阻抗匹配网络设计（1）实验要求：设计L型阻抗匹配网络，使Zs=(46－j×124) Ohm信号源与ZL=(20+j×100) Ohm的负载匹配，频率为2400MHz.（2）实验结果：1.Smith圆图：2.匹配电路：（二）、微带单枝短接线匹配电路的设计（1）实验要求：设计微带单枝短截线线匹配电路，使MAX2660的输出阻抗Zs=（126-j*459）Ohm与ZL=50Ohm的负载匹配，频率为900MHz.微带线板材参数：相对介电常数：2.65相对磁导率：1.0导电率：1.0e20损耗角正切：1e-4基板厚度：1.5mm导带金属厚度：0.01mm（2）实验结果：1.微带线板参数设置：2.生成的匹配网络电路：3.仿真结果：精品资料四、实验结果根据图形显示基本符合设计要求。
ADS仿真作业用LC元件设计L型的阻抗匹配网络
用LC元件设计L型的阻抗匹配网络一设计要求：用分立LC设计一个L型阻抗匹配网络，使阻抗为乙=25-j*15 Ohm的信号源与阻抗为Z L=100-j*25 Ohm的负载匹配，频率为50Mhz（L节匹配网络）二阻抗匹配的原理用两个电抗元件设计L型的匹配网络，应该是匹配网络设计中最简单的一种，但仅适用于较小的频率和电路尺寸的范围，即L型的匹配网络有其局限性在RF理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impeda nee matchi ng ）问题。
阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。
其根本原因是微波电路传输的是电磁波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。
所以在设计时，设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
根据最大功率传输定理，要获得信号源端到负载端的最大传输功率，需要满足信号源阻抗与负载阻抗互为共轭的条件，即R S iX R L iX L。
若电路为纯电阻电路则X S = X L = 0，即R s =R L。
而此定理表现在高频电路上，则是表示无反射波，即反射系数为0.值得注意的是，要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。
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.阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。
ADS仿真作业用LC元件设计L型的阻抗匹配网络
用LC 元件设计L 型的阻抗匹配网络一 设计要求：用分立LC 设计一个L 型阻抗匹配网络，使阻抗为Z s =25-j*15 Ohm 的信号源与阻抗为Z L =100-j*25 Ohm 的负载匹配，频率为50Mhz 。
（L 节匹配网络） 二 阻抗匹配的原理用两个电抗元件设计L 型的匹配网络，应该是匹配网络设计中最简单的一种， 但仅适用于较小的频率和电路尺寸的范围，即L 型的匹配网络有其局限性 在RF 理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching ）问题。
阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。
其根本原因是微波电路传输的是电磁波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。
所以在设计时，设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
根据最大功率传输定理，要获得信号源端到负载端的最大传输功率，需要满足信号源阻抗与负载阻抗互为共轭的条件，即L L S S iX R iX R +=+。
若电路为纯电阻电路则0==L S X X ，即L S R R =。
而此定理表现在高频电路上，则是表示无反射波，即反射系数为0.值得注意的是，要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。
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. 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
分立LC阻抗匹配网络的ads仿真
分立LC阻抗匹配摘要：阻抗匹配的概念是射频电路设计中最为基本的概念，贯穿射频电路设计始终。
阻抗匹配就意味着源传递给负载最大的RF功率，换句话说就是要实现最大的功率传输，必须使负载阻抗与源阻抗匹配。
然而，他们的功能并不仅仅为了减小功率损耗而设计的，他们还具有其他功能，如减小噪声干扰、提高功率容量和提高频率响应的线性度等。
通常认为，匹配网络的用途就是实现阻抗变换，就是将给定的阻抗值变换成其他更合适的阻抗值。
关键字：射频；阻抗匹配；阻抗圆图；ADSAbstract: The concept of impedance matching in RF circuit design the most basic concepts, through the RF circuit design has always been. Impedance matching means that the source is passed to the load maximum RF power, in other words, to achieve maximum power transfer, the need to load impedance and source impedance matching. However, their function is not only designed to reduce power consumption, they also have other functions, such as reduced noise, increased power capacity and improve frequency response linearity. Is generally belie ved that the use of matching networks is to achieve impedance transformation is given impedance value into other more appropriate impedance value.Keywords: RF; impedance matching; impedance circle diagram; ADS一、设计要求：用分立LC设计一个L型阻抗匹配网络，使Zs =25-j*15 Ohm信号源与ZL=100-j*25 Ohm的负载匹配，频率为50Mhz。
ADS阻抗匹配原理及负载阻抗匹配
功率放大器设计的关键：输出匹配电路的性能2008-05-15 17:51:20 作者：未知来源:电子设计技术关键字：功率放大器匹配电路匹配网络s参数串联电阻输出功率Cout耗散功率网络分析仪高Q值对于任何功率放大器（功率放大器）设计，输出匹配电路的性能都是个关键。
但是，在设计过程中，有一个问题常常为人们所忽视，那就是输出匹配电路的功率损耗。
这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器，以及其他耗能元件中。
功率损耗会降低功率放大器的工作效率及功率输出能力。
因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件，所以耗散损失与传感器增益有很大的区别。
输出匹配的具体电路不同，损耗也不一样。
对于设计者而言，即使他没有选择不同技术的余地，在带宽和耗散损失之间，在设计方面仍然可以做很多折衷。
匹配网络是用来实现阻抗变化的，就像是功率从一个系统或子系统传送另一个系统或者子系统，RF设计者们在这上面下了很大的功夫。
对于功率放大器，阻抗控制着传送到输出端的功率大小，它的增益，还有它产生的噪声。
因此，功率放大器匹配网络的设计是性能达到最优的关键。
损耗有不同的定义，但是这里我们关心的是在匹配网络中，RF功率以热量的形式耗散掉的损耗。
这些损耗掉的功率是没有任何用途。
依据匹配电路功能的不同，损耗的可接受范围也不同。
对功率放大器来讲，输出匹配损耗一直是人们关注的问题，因为这牵涉到很大的功率。
效率低不仅会缩短通话时间，而且还会在散热和可靠性方面带来很大的问题。
例如，一个GSM功率放大器工作在3.5V电压时，效率是55%，能够输出34dBm的功率。
在输出功率为最大时，功率放大器的电流为1.3A。
匹配的损耗在0.5dB到1dB的数量级，这与输出匹配的具体电路有关。
在没有耗散损失时，功率放大器的效率为62%到69%。
尽管损耗是无法完全避免的，但是这个例子告诉我们，在功率放大器匹配网络中，损耗是首要问题。
耗散损失现在我们来看一个网络，研究一个匹配网络（图1a）中的耗散损失。
ADS仿真作业用LC元件设计L型阻抗匹配网络
用LC元件设计L型的阻抗匹配网络一设计要求：用分立LC设计一个L型阻抗匹配网络，使阻抗为Z=25-j*15 Ohm的信号源s与阻抗为Z=100-j*25 Ohm的负载匹配，频率为50Mhz。
（L节匹配网络）L二阻抗匹配的原理用两个电抗元件设计L型的匹配网络，应该是匹配网络设计中最简单的一种，但仅适用于较小的频率和电路尺寸的范围，即L型的匹配网络有其局限性在RF理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching）问题。
阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。
其根本原因是微波电路传输的是电磁波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。
所以在设计时，设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
根据最大功率传输定理，要获得信号源端到负载端的最大传输功率，需要满足信号源阻抗与R?iX?R?iXX?X?0，负载阻抗互为共轭的条件，。
若电路为纯电阻电路则即LLSLSS R?R。
而此定理表现在高频电路上，则是表示无反射波，即反射系数为0.即LS值得注意的是，要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。
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. 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
负载阻抗互为共轭的条件，即 RS iX S RL iX L 。若电路为纯电阻电路则 X S X L 0 ，
即 RS RL 。而此定理表现在高频电路上，则是表示无反射波，即反射系数为 0.
值得注意的是，要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免 能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。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. 阻抗匹配是无线电技 术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。 当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不 但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电 路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机 与天线之间，等等。 为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功 率源的内阻等于电路的输人阻抗，电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输 人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电 路，其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。
总之，两种情况都能在中心频率上达到理想的匹配。
9
3
6 设置 Freq=0.05GHz，Z0=50Ohm。单击“DefineSource/load Network terminations”按钮， 将弹出“Network Terminations”对话框，设置源和负载阻抗如下图所示，然后依次单击“Apply” 和“OK”
7 源（小圆标记）和负载（方形标记）在 Smith 圆图上位置如下图所示。
2 在元件面板列表中选择“Smith Chart Matching”， 单击“”图 在原理图中添加“DA_SmithChartMatching”控件。 得到
标，
3 双击 DA_SmithChartMatch 控件，设置控件相关参数如下，关键的设置有 Fp=50MHz， SourceType=Complex Impedance ， SourceEnable=True, 源 阻 抗 Zg= （ 25-j*15 ） Ohm ，
用 LC 元件设计 L 型的阻抗匹配网络
一 设计要求： 用分立 LC 设计一个 L 型阻抗匹配网络，使阻抗为 Zs=25-j*15 Ohm 的信号源
与阻抗为 ZL=100-j*25 Ohm 的负载匹配，频率为50Mhz。（L 节匹配网络）
二 阻抗匹配的原理
用两个电抗元件设计 L 型的匹配网络，应该是匹配网络设计中最简单的一 种， 但仅适用于较小的频率和电路尺寸的范围，即 L 型的匹配网络有其局限性
图标，可以查看匹配电路
11 单击“
”图标，返回后原电路，单击“
”图标，进行仿真，并且要求其显示 S(1,1)
6
和 S(2,1)曲线
重复 8-11 步骤，可以得到另外一种 L 型匹配电路
7
(1)可得到相应的 smith chart
(2)相应的匹配网络电路 (3)S11 和 第一种情况，经过仿真之后，从第一种匹配网络得到的 S(1,1)和 S(2,1)的曲线可以看出，在频率达到 50MHZ 的时候，在加入 L 型匹配 网络之后的电路中，其没有反射，即能被全部传输，达到最大传输功 率，此时简单的 L 型匹配网络达到了很好的匹配效果。但随高于 60MHZ 之后，其效果匹配效果变差。 2：第二种情况，经过加入匹配网络之后，从得到的 S(1,1)和 S(2,1) 的曲线可以看出，在小于 40MHZ 的时候，其效果很差，随着频率的增 加，在 50MHZ 的时候，几乎达到达到理想的匹配，即没有反射波。但 再随着频率的增加，效果稍微变差。但总体效果还是不错的
L 型匹配网络通常不用于高频电路中，以及如果在窄带射频中选用了 L 型匹 配网络，也应该注意他的匹配禁区，在这个禁区中，无法在任意负载阻抗中和源 阻抗之间实现预期的匹配，即应选择恰当的 L 型匹配网络以避开其匹配禁区。
三 设计过程 1 新建 ADS 工程，新建原理图，在元件面板列表中选择“simulation S--param”在原理图中
4
8,采用 LC 分立器件匹配过程，点击“auto 2-element match” ，得到下图
9 首先选择第一种情况，即点击 ，得到
5
10 单击“Build ADS Circuit”按钮，即可生成相应的电路
选中 DA_SmithChartMatch 控件，单击 此时从图上可得到精确的 c 和 L 的值
1
放两个 Term 和一个 S-Parameters 控件，双击 Term 端口，弹出设置对话框，分别把 Term1 设置成 Z=25-j*15Ohm,Term2 设置成 Z=100-j*25Ohm，双击 S-Parameters 控件，弹出设置对 话框，分别把 Start 设置成 1MHz,Stop 设置成 100MHz，Step-size 设置成 1MHz。
在 RF 理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源 电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching）问题。 阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。其根本原因是微波 电路传输的是电磁波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。所以在设计时， 设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部 阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路，匹配 条件是不一样的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率 为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
2
SourceImpType=Source Impedance，LoadType=Complex Impedance，LoadEnable=True，负载 阻抗 Zl=（100-j*25）Ohm，其它参数采用默认值。然后依次点击“apply”和“ok”键。
4，连接电路，如图
5 在原理图设计窗口，执行菜单命令 tools->Smith Chart,弹出“Smart Component”对话框。 选择“Update SmartComponent from Smith Chart Utility”，单击“OK”