3.4.2 S参数仿真控件参数设置
在执行S参数仿真前,需要对S参数仿真控件的参数进行设置。在S参数仿真的多个控件中,只有S参数仿真控制器(SP)是必须要设置的,其他控件根据需要决定是否需要设置。下面介绍S参数仿真中的相关参数,并给出设置参数的方法。
1. S参数仿真控制器(SP)
在进行S参数仿真前,需要将S参数仿真控制器(SP)插入原理图中并进行设置。双击插入的S参数仿真控制器,出现Scattering-Parameter Simulation对话框,对话框中有Frequency、Parameters、Noise、Output和Display项,可以对这些项进行参数设置。
(1)Frequency项的设置
Scattering-Parameter Simulation对话框中的Frequency项如图3.7所示。S参数伤真是在一个频率范围内执行的,Frequency项是对S参数仿真的频率范围等进行设置。Frequency项设置中的参数名称和参数描述与交流仿真的内容基本相同,这里不再赘述。
图3.7 S参数仿真控制器中Frequency项的设置
(2)Parameters项的设置
Scattering-Parameter Simulation对话框中的Parameters项如图3.8所示。Parameters项用来设置S参数仿真的参数计算、频率转换、仿真状态信息显示和仿真结果保存等参数。Parameters项设置中的参数名称和参数描述见表3.7,这里只介绍参数计算(Calculate)项,其他项与直流仿真和交流仿真中的内容基本相同。
图3.8 S参数仿真控制器中Parameters项的设置
表3.7 仿真参量Parameters
参数名称 | 参数描述 | 备注 |
Calculate | 参数计算 | 此项用来设置仿真过程中需要计算的参数,包括S参数、Y参数、Z参数和群时延。当选中s-Parameter时,只计算电路的S参数,若同时勾选Enforce Passivity,则强制计算电路的无源S参数;当选中Y-Parameter时,将仿真结果转换成Y参数,同时也输出S参数;当选中Z-Parameter时,将仿真结果转换成Z参数,同时也输出S 参数;当选中Group delay时,同时计算群时延参数 |
(3)Noise项的设置
Scattering-Parameter Simulation对话框中的Noise项如图3.9所示。Noise项用来设置与噪声相关的参数,主要包含是否允许噪声分析、噪声的输入端口、噪声的输出端口、选择噪声来源、设置噪声显示的动态范围和噪声带宽等。
图3.9 S参数仿真控制器中Noise项的设置
2. 终端负载Term
S参数仿真面板中的终端负载(Term)用来定义电路端口的标号以及电路端口的阻抗。终端负载(Term)是S参数仿真中最常用的元件之一,默认终端负找的阻抗值为50Ω 。
3. 增益和驻波比控件
原理图中的增益和驻波比控件可以计算多种增益和驻波比,节省了用户自己编辑公式的时间。
(1)最大增益控件MaxGain:用于计算从输入端口到测量端口的最大可用增益。
(2)功率增益控件PwrGain:用于计算转换功率增益,即源资用功率与负载吸收功率之比。
(3)电压增益控件VoltGain:用于计算电压增益。
(4)电压驻波比控件VSWR:用于计算电压驻波比。
(5)增益波纹控件GainRipple:用于计算增益平坦度。
4. 稳定性因子控件
射频有源电路存在稳定性问题,如低噪声放大器必须在稳定的前提下才能正常工作。原理图中的稳定性因子控件如下。
(1)负载稳定系数控件(Mu):计算负载稳定系数。
(2)源稳定系数控件(Muprim):计算源稳定系数。
(3)稳定因子k控件(Stabfct);计算稳定因子k,k〉l时绝对稳定。
(4)稳定系数b控件(StabMs):计算电路稳定系数b
5. 阻抗和导纳控件
阻抗和导纳控件可以用来在仿真结果中添加关于阻抗和导纳的数据组,用户在仿真结束后可以直接在数据显示窗口中查看。
(1)输入阻抗控件(Zin):计算输入阻抗。
(2)输入导纳控件(Yin):计算输入导纳。
(3)最佳噪声输入阻抗控件(Zopt):当噪声系数为最小值时输入阻抗的值。
(4)最佳噪声输入导纳控件(Yopt):当噪声系数为最小值时输入导纳的值。
6.史密斯圆图控件
史密斯圆图是射频电路分析中最有效和最直观的工具,在S参数仿真中也提供了各种史密斯圆图工具,用来分析有源电路的增益、稳定性和噪声。史密斯圆图控件包括等増益圆图、稳定性圆图和等噪声系数圆图等,并可利用圆图进行匹配来调整增益、稳定性和噪声。
7.其他S参数仿真控件
其他S参数仿真控件包括参数扫描计划控制器Sweep Plan、参数扫描控制器Parameter Sweep、S参数仿真设置控制器options、节点设置Ndset控件、节点名Ndset Name控件、显示模板控件Display Template和仿真测量等式控件MeasEqn,这些S参数仿真中的控件与直流仿真中的相应控件功能基本相同。