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4.2.4 Smith Chart Utility窗口的作图区和元件调用面板 

Smith Chart Utility窗口中的作图区和元件调用面板如图4.6所示。其中,作图区可以将传输线上的一点标明在圆图上,可以将源阻抗和负载阻抗标明在圆图上,可以将串联或并联元件的轨迹标明在圆图上,可以将串联或并联一段传输线的轨迹标明在圆图上,可以画稳定性圆、等增益圆、等噪声圆、等驻波比圆和等Q值线。若在作图区选择元器件时,在Gamma、VSWR、Z和Y中会显示鼠标点击处的相应值。

默认时,Smith圆图上只显示阻抗圆图和导纳圆图。执行菜单命令View→Chart Options,弹出Chart Options对话框,该对话框可以设定显示Smith圆图的曲线和刻度,执行菜单命令View→Colors,弹出Smith Chart Colors对话框,该对话框可以设定显示Smith圆图上各种曲线的颜色。默认时,Smith圆图的阻抗圆图是蓝色,导纳圆图是红色

 

 

1.元件调用面板

左上角的元件调用面板中共有12个元件,可用于匹配。

(1)Source Termination Conjugate 源(共轭)端口

(2)Load Termination 负载端口。

(3)Series Inductor串联电感。在Smith圆图上沿等电阻圆顺时针移动。

(4)Shunt Inductor并联短路电感。在Smith圆图上沿等电导圆逆时针移动。

(5)Series Capacitor串联电容。在Smith圆图上沿等电阻圆逆时针移动。

(6)Shunt Capacitor:并联短路电容。在Smith圆图上沿等电导圆顺时针移动。

(7)Series Resistor:串联电阻。在Smith圆图上沿等电抗圆移动。

(8)Shunt Resistor:并联短路电阻。在Smith圆图上沿等电纳圆移动。

(9)Transformer:变压器。在Smith圆图上沿等Q值线移动。

(10)Line Length:串联微带线。在Smith圆图上沿等反射系数圆(也即等VSWR圆)移动。

(11)Shorted Stub:并联短路微带线支节。在Smith圆图上沿等电纳圆逆时针移动。

(12)Open Stub:并联开路微带线支节。在Smith圆图上沿等电纳圆顺时针移动。

 

2. 在作图区画稳定性圆、等增益圆和等噪声圆等

 

下拉菜单Circles可以设定稳定性圆、等增益圆和等噪声圆等。要画出上述各种圆,需要在下拉菜单View中输入某个晶体管的S参数和噪声系数参数。

例4.1在作图区画稳定性圆

已知晶体管的S参数:

S11=0.894∠-60.6      S21=3.122∠123.6  

              S12=0.020∠62.4       S22=0.781∠-27.6

在原理图视窗中,执行菜单命令View→S Parameters...,输入S参数。在原理图视窗中,执行菜单命令Circles→Input StabilityCircles→Output Stability可画出输入稳定性圆和输出稳定性圆,如图4.7所示。

 

图4.7

 

例4.2在作图区画(单向化设计)等增益圆

已知例4.1中S12=0 。在原理图视窗中,执行菜单命令View→S Parameters,输入上述S参数。然后,在原理图视窗中执行菜单命令Circles→Unilateral→Gs,可画出不同Gs时所对应的等增益圆,如图4.8所示。

图4.8

 

例4.3在作图区画(双向化设计)等增益圆 

已知晶体管S11=0.7∠-65  S21=3.2∠110  S12=0.03∠60  S22=0.8∠-30。   在原理图视窗中,执行菜单命令View→S Parameters,输入上述S参数。然后,在原理图视窗中执行菜单命令Circles→Bilateral→Gp,可画出不同Gp时所对应的等增益圆,如图4.9所示。

图4.9

 

例4.4 在作图区画等噪声圆 

已知晶体管S11=0.6∠-60  S21=1.9∠81  S12=0.05∠26  S22=0.5∠-60  ,噪声参数为Fmin=16dB   Γopt=0.62∠100   Rn=20Ω。

在原理图视窗中,执行菜单命令View→S Parameters...和菜单命令View→Noise Parameters,输入上述S参数和噪声参数。在原理图视窗中执行菜单命令Circles→Noise...,可画出不同噪声系数时所对应的等噪声圆,如图4.10所示。

图4.10

 

3. 在作图区设置参数 

(1)设置频率和阻 
    
在作图区的左上方,可以设置频率和阻抗如图4.11所示。如果勾选Normalize则表示归一化。

 


图4.11 设置频率和阻抗 

(2)设置输入阻抗和输出阻抗 
   
单击图4.11中的按钮Define Source/Load Network Terminations,弹出Network Terminations对话框,如图4.12所示。在Network Terminations对话框中,可以设置输入阻抗和输出阻抗。 

图4.12

 

 Network Terminations对话框说明如下。 

◆ Source Impedance:源阻抗。 
◆ Loaded Impedance:负载阻抗。 
◆ Resistive: 电阻. 
◆ Series RL:电阻和电感串联。 
◆ Series RC:电阻和电容串联。 
◆ parallel RL:电阻和电感并联。 
◆ parallel RC:电阻和电容并联。 
◆  Series RLC;电阻、电感和电容串联。 
◆ parallel RLC;电阻、电感和电容并联。 
◆ S-Parameters File:导入S参数数据文件的阻抗(例如SNP文件)。 
◆ Complex Impedance:复数阻抗。 
◆ Manual Entry:手动输入。 

4. Smith Chart Utility窗口的匹配网络预览及响应区 

Smith Chart Utility窗口中的匹配网络预览和网络响应区,可以看到匹配网络的结构、性能和响应,从而可以进行调整。若选择元器件时,会在Zo和Value中显示相应的值。