Глава 2. Практические занятия по моделированию аналоговых радиоустройств

Тема 5. Библиотеки компонент, получение и верификация физических проектов

Содержание

  1. Библиотеки моделей полупроводниковых приборов
  2. Библиотека интегральных схем
  3. Библиотека пассивных устройств
  4. Распределенные структуры
  5. Методология получения и верификации физического проекта
  6. Индивидуальное задание

1. Библиотеки моделей полупроводниковых приборов

Активные приборы
Наименование группы
Использование в нелинейных видах анализа
Наличие топологической модели
Частотный диапазон, ГГц
Диоды
HF DIODE LIBRARY
Да
Да
1

Диоды, мосты, биполярные, полевые транзисторы (SPICE-модели)

Analog Parts Library
Да
Нет
10
Диоды, биполярные, полевые транзисторы, задаваемые S-параметрами
S-Parameter Library
Нет
Нет
20
Бескорпусные биполярные, полевые, GaAs- транзисторы
Microwave Transistor Library

Да

Нет
6
Корпусные HEMT-транзисторы
Microwave Transistor Library
Да
Да
6
Корпусные биполярные и полевые транзисторы, в том числе мощные.
RF Transistor Library
Да
Да
2

Содержание


2. Библиотека интегральных схем (System Library)

Производители: Agilent Technologies, Mini-Circuits, Watkins-Jonson, Q-bit

Компоненты

 

Наименование группы

Наличие топологической модели
Частотный диапазон, ГГц
Смесители
Mixer
Нет
4
Усилители
Amplifier
Нет
20
Корпусные смесители
SMT-Mixer
Да
2
Корпусные усилители
SMT-Amplifier
Да
10

Содержание


3. Библиотека пассивных устройств

Компоненты
Наименование группы
Наличие топологич. модели
Частотный диапазон, ГГц
Корпусные R, L, C элементы
RF-Passive SMT Library
Да
2
L, C элементы с измеренными параметрами
Measurement Based SMT-Passive Library
Да
2
Фильтры
Filters
Нет
2
Корпусные фильтры
SMT-Filters
Да
1
Делители мощности
Power Dividers
Нет
-
Ключи
Switches
Нет
-
Резонаторы
SMT Crystalls
Да
0, 210

Содержание


4. Распределенные структуры

Компоненты
Наименование группы
Идеальные двухпроводные линии передачи
Tlines- Ideal
Микрополосковые линии
Tlines-Microstrip
Проводники печатных плат
Tlines-Printed Circuit Board
Полосковые линии
Tlines-Striplines
Линии с подвешенной подложкой
Tlines-Suspended Substrates
Экранированные линии
Tlines-Finlines
Волноводы
Tlines-Waveguides
Многослойные линии
Tlines-Multilayers

Содержание


5. Методология получения и верификации физического проекта

  1. Исходным вариантом для формирования физического проекта является принципиальная схема
    Рис. 1
    Рис. 1
  2. Результаты моделирования принципиальной схемы
    Рис. 2
    Рис. 2
  3. Необходимо преобразовать все элементы принципиальной схемы в компоненты реальных физических компонентов. Для этого выбрать соответствующие компоненты из библиотеки RF_Passive_SMT Library.
  4. Удалить из принципиальной схемы источники входных сигналов, питания, сопротивление нагрузки.
  5. Создать новый проект (Design).
  6. В окне Schematic добавить элементы SMT_Pad из группы компонент Lumped -With Artwork, соответствующие типу корпусов элементов схемы, которые также определяют длину и ширину контактных площадок. Разместить компоненту параметризации подложки PCSub1 из группы Tlines Printed Circuit Board
    Рис. 3
    Рис. 3
  7. Установить режим синхронизации изменений в окне Schematic и Layout. Для этого в пункте меню Option выбрать Preferences. В закладке Placement выбрать Dual representation или Always Design Synchronize.
    Рис. 4
    Рис. 4
  8. Сгенерировать окно топологического редактора Layout командой Layout>Generate\Update Layout
  9. Перейти в окно Layout.
  10. Командой Edit>Path/Traces/Wire>Convert Traces установить необходимый тип трассы (Printed Circuit Board) при преобразовании и имя подложки редактируемого слоя (PCSub1) и режим автоматического включения нерегулярностей. Установить имя первого слоя печатной платы v,s pc1.
    Рис. 5
    Рис. 5
  11. Разместить корпуса компонент, выбрав их из библиотек (можно через меню Component'Component Library).
    Рис. 6
    Рис. 6
  12. Соединить трассами соответствующие выводы компонентов (Component'Trace), определив при этом параметры линий передач (например, ее ширину и угол поворота). На вход, выход схемы и питающий вывод подключить компоненты типа Port.
  13. Выделить трассы (или часть из них) и преобразовать их в проводники печатной платы (TL…) и нерегулярности командой Edit'Path/Trace'Convert Traces.
    Рис. 7
    Рис. 7
  14. Добавить изменения в файл принципиальной схемы. Для этого в окне Layout выполнить команду Schematic'Generate/Update Schematic (для контроля введенных изменений можно перейти в окно Schematic.
  15. Если не все компоненты размещены, повторить пункты 11 - 14.
  16. Окончательный вариант схемной модели
    Рис. 8
    Рис. 8
  17. Сохранить проект, например под именем plata.dsn.
  18. Установить опцию Options>Placement>Single Representation.
  19. Определить полученную схему как 3-х портовую макромодель cxplat с помощью команды Edit>Component>Create Hierarchy
    Рис. 9
    Рис. 9
  20. Добавить в проект источники входного сигнала и питания , нагрузочное сопротивление и контроллеры для проведения необходимых видов анализа .
    Рис. 10
    Рис. 10
  21. Коэффициент передачи топологической модели усилителя.
    Рис. 11
    Рис. 11
  22. Коррекция топологической модели в дальнейшем проводится в проекте cxplat.dsn (предварительно необходимо получить ее из схемного редактора командой Layout>Generate\Update Layout), а ее анализ - в проекте plata.dsn

Содержание


6. Индивидуальное задание

Сформировать модель принципиальной схемы широкополосного ВЧ усилителя и рассчитать частотные и спектральные характеристики (либо использовать ранее полученные проекты). Получить топологию этого усилителя в редакторе Layout с использованием библиотеки компонент, cгенерировать ее схемную модель и провести анализ, сравнив характеристики реальной и идеальной модели.

Предлагаемый вариант усилителя

Рис. 12

Рис. 12

Содержание


Назад     Оглавление     Вперед