在ADS中GHz的扇形线的详细设计过程.pdfVIP

在ADS 的设计中，有源器件开关和低噪放的设计都要用到偏置网络，当你 的频率较低时，可以使用集总LC 电路来实现，如下图所示，但是当你的频率较 高时，例如我现在做的35GHz, 集总电感和集总电容对我的电路会产生很大的影 响，一是它的封装会带来寄生电感以及寄生电容，二是购买的电感和电容的标称 值会有一定的误差。所以会用微带线来实现集总电感和集总电容。 本文的讲解过程中运用了一个35GHz 的偏置例题！！！ 扇形线，顾名思义就是一个扇形，它的作用主要是用于直流偏置，下面图形 就是一个偏置电路的仿真。下面两个图形即为原理图中的元件对应的版图中的元 件。 扇形线就用于代替上图的电容接地，之后另一个微带线TL41 即是用高阻 线代替电阻,TL42是仿真一段焊盘。 ： 原理图 版图 那么，扇形线的设计是怎么样的呢？方法如下： 第一步： 扇形的宽度Wi可以设计成为你的50欧姆线宽的一半，然后再进行调 谐。 在这里我的50欧姆匹配线的带宽为0.75mm，所以我设为0.39mm。 第二步：扇形的宽度L可以设计成为你的50欧姆线的1/4波长，然后再进行调 谐。 第三步：角度Angle 的影响 在这里我设为80度，角度越大，电路的带宽也就越大，适当调节即可，但不可 超过90度。 利用ADS仿真设计扇形微带偏置的整个过程 设计目标：主信号线传输的频率为35GHz 1. 建立模型如下所示：其实扇形线的结构模型有两种，还有一种如下图2所示， 但我选取的是第一种。这两种方法的S参数性能正好相反。第一种是S11全反射， 基本上要等于0dB，S12是要很小，小于-30dB，交流信号完全不通过。第二种 情况是S12基本上要等于0dB，交流信号完全通过，S11是要很小，小于-30dB， 交流信号完全不通过。 2. 仿真结果如下所示： 在这里我已经仿真好了，是通过调谐仿真的，将数据仿真如下所示： 3. 将之转移到版图中进行仿真：要注意将端口全部失效。 点击OK 4. 如下图所示，Momentum里面的设计是最重要的。 第一个EnableRFModes, 仅在频率较低的时候使用。 第二个Substrate , 点击 update fromschematic 即可。之后再进入 create/modify 里面进行查看，确定其是否是你所设计的板材。 第三个Ports，先要选中图中的P1和P2，之后点击Ports 中进行修改成Internal， 点击OK。 如下图所示： 4. 最后一个Simulation,设置如下图所示，之后点击 Simulate 仿真结果如下图所示，满足要求：s11很大，接近于0，s21很小，在35GHz为-60dB 注意：在原理图和版图之间，它的仿真结果会有一定的偏差。在版图中电路的 中心频率会往左偏一点或者往右偏一点，要在原理图中进行修改！！！若版图中 的频率往右偏移，那么原理图的中心频率也往右偏移！ 结论： 实际上单根四分之一波长高阻线相当于一个电感 （RFC）；而四分之一波长扇形微 带相当于一个接地的电容。这样电感和电容组合就会产生谐振，从而形成一个35G 的带阻 滤波器，这样S21的损耗就明显增大了，这也是微带偏置为什么必须由四分之一波长高阻 线+四分之一波长低阻线构成的原因。在另外一篇论文中，我看到作者把直流偏置通过高低 阻抗带通滤波器接入主线，我觉得这种情况适用于窄带的电路；而如果电路的工作带宽较宽， 则选用四分之一波长高阻线+四分之一波长扇形微带，因为它的带宽相对较宽 （因为35G和 35.1G对应四分之一波长的物理长度都是不一样的，而一般的电路都工作在一个带宽内）。