1、 實(shí)驗(yàn)一A 整流器非線性分析一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解非線性二極管整流器工作原理2. 學(xué)會(huì)AWR對(duì)電路進(jìn)行非線性分析及非線性調(diào)節(jié)二 實(shí)驗(yàn)原理所有整流器類別中最簡(jiǎn)單的是二極管整流器。在最簡(jiǎn)單的型式中，二極管整流器不提供任何一種控制輸出電流和電壓數(shù)值的手段。為了適用于工業(yè)過(guò)程，輸出值必須在一定范圍內(nèi)可以控制。通過(guò)應(yīng)用機(jī)械的所謂有載抽頭變換器可以完成這種控制。作為典型情況，有載抽頭變換器在整流變壓器的原邊控制輸入的交流電壓，因此也就能夠在一定范圍內(nèi)控制輸出的直流值。通常有載抽頭變換器與串聯(lián)在整流器輸出電路中的飽和電抗器結(jié)合使用。通過(guò)在電抗器中引入直流電流，使線路中產(chǎn)生一個(gè)可變的阻抗。因此，通過(guò)控制電抗器

2、兩端的電壓降，輸出值可以在比較窄的范圍內(nèi)控制。本次試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)非線性二極管整流器，添加測(cè)量項(xiàng)，調(diào)節(jié)電阻，觀察電壓的變化情況，從而去分析二極管的非線性。三 實(shí)驗(yàn)步驟1、 完成非線性二極管整流器電路圖如下2、 設(shè)計(jì)模擬頻率如下3、添加圖表，往圖表中添加測(cè)量項(xiàng)Vtime,ACVS.V1，V_Meter.VM1,并分析電路4、添加圖表，往圖表中添加測(cè)量項(xiàng)Vtime,ACVS.V1，V_Meter.VM1,并分析電路5、使用Simulate/Tune tool調(diào)節(jié)MAG及R參數(shù)觀察Graph1和Graph2變化觀察得調(diào)節(jié)MAG會(huì)使得測(cè)量項(xiàng)ACVS.V1，V_Meter.VM1的幅值變大，而調(diào)節(jié)R電路

3、特性變化不大。四 實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)此次試驗(yàn)，學(xué)會(huì)如何向工程中添加原理圖，并成功繪制符合元件參數(shù)的原理圖。學(xué)會(huì)添加圖表，往圖表中添加非線性測(cè)量項(xiàng)。學(xué)會(huì)使用Tune tool調(diào)節(jié)電路中元件的參數(shù)，從而觀察到改元件參數(shù)對(duì)電路特性的影響。實(shí)驗(yàn)一B 集總元件濾波器線性分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解電感輸入式集總元件濾波器工作原理2學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)參數(shù)及優(yōu)化電路二、 實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)一個(gè)電感輸入式集總元件濾波器，已知L1=L4=15nH，L2=L3=30nH，C1=C3=8pF，C2=10pF,輸入輸出端特性阻抗均為50，工作頻率1001000MHz。優(yōu)化電路，要求其滿足f<500MHz時(shí)，S11<-17DB,

4、S21<-1DB, f>700MHz時(shí)，S21<-30DB。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、完成集總元件濾波器電路圖，如下：2、定義globe units參數(shù)，設(shè)置工作頻率如下：3、添加圖表，往圖表中添加測(cè)量項(xiàng)S11、S21并分析電路，調(diào)節(jié)元件L1、L4、C1、C3，觀察S參數(shù)相應(yīng)變化：調(diào)節(jié)C2、C3會(huì)發(fā)現(xiàn)其值影響S11波谷的數(shù)目，且隨著其值得增大，S21當(dāng)f>500MHz時(shí)，S21會(huì)有很明顯的下降。調(diào)節(jié)L1、L4會(huì)發(fā)現(xiàn)其值影響S11波谷的尖銳程度，且隨著其值得增大，S21當(dāng)f>500MHz時(shí)，S21會(huì)有很明顯的下降。4、優(yōu)化電路。 （1）選擇優(yōu)化參數(shù) （2）設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)（3）

5、執(zhí)行優(yōu)化(4) 優(yōu)化結(jié)果優(yōu)化后Lin=24.2,Cin=17.3,L2=L3=28.02nH,C2=12.48pF。四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)此次試驗(yàn)，學(xué)會(huì)如何使用add eqution工具添加參數(shù)，學(xué)會(huì)如何優(yōu)化電路，首先選擇優(yōu)化參數(shù)，再設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)，最有選擇優(yōu)化方法執(zhí)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)二 功率分配器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解功率分配器工作原理，掌握功率分配器的設(shè)計(jì)及調(diào)節(jié)方法。2、學(xué)會(huì)微帶線結(jié)構(gòu)構(gòu)建功率分配器，熟悉TXLine軟件包的使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理功率分配器，英文名Power divider，是一種將一路輸入信號(hào)能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件，也可反過(guò)來(lái)將多路信號(hào)能量合成一路輸出，此時(shí)可也

6、稱為合路器。一個(gè)功分器的輸出端口之間應(yīng)保證一定的隔離度將功率進(jìn)行分路，其原件稱功率分配器，主要有定向耦合器、功率分配器器、微波分支器件。功率分配器也叫過(guò)流分配器,分有源,無(wú)源兩種,可平均分配一路信號(hào)變?yōu)閹茁份敵?一般每分一路都有幾dB的衰減,信號(hào)頻率不同,分配器不同衰減也不同,為了補(bǔ)償衰減,在其中加了放大器后做出了無(wú)源功率分配器。400MHz-500MHz頻率段二、三功率分配器，應(yīng)用于常規(guī)無(wú)線電通訊、鐵路通信以及450MHz無(wú)線本地環(huán)路系統(tǒng)。800MHz-2500MHz頻率段二、三、四微帶系列功率分配器，應(yīng)用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室內(nèi)覆蓋工程。800MHz-2500MHz頻率段二

7、、三、四腔體系列功率分配器，應(yīng)用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室內(nèi)覆蓋工程。1700MHz-2500MHz頻率段二、三、四腔體系列功率分配器，應(yīng)用于PHS/WLAN室內(nèi)覆蓋工程800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz頻率段小體積設(shè)備內(nèi)使用的微帶二、三功率分配器。本次試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)三端口功率分配器，采用微帶線結(jié)構(gòu)。已知輸入端特性阻抗Z0=50，工作頻率fc=2.2GHZ,微帶線基片r=9.8，H=1000um，T=1um。原理圖如下：測(cè)量特性指標(biāo)S11、S21、S23（單位DB）與頻率（0.5f01.5f0）的關(guān)系曲線。調(diào)節(jié)微帶線的尺寸，是功率分配器的性能達(dá)到最佳。三

8、實(shí)驗(yàn)步驟1、根據(jù)原理圖計(jì)算阻值，并填入表格，其中Z02、Z03的長(zhǎng)度均為p0/4，Z02=Z03=2Z01；Z04=Z05=Z0；R=2Z0。見(jiàn)表2.12、用TXline計(jì)算微帶線尺寸表2.1參數(shù)阻值電長(zhǎng)度(deg)L（um）W(um)Z050101073.2969.7Z02=Z0370.5909950.45423.414Z04=Z0550101073.2969.7R1005565.831353、完成電路圖，測(cè)量各個(gè)指標(biāo)特性。4、調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)電阻R（即元件TFR）的長(zhǎng)度和寬度，使得在f0處，S11、S23盡可能的小，S21盡可能的接近-3DB。調(diào)節(jié)后，R的長(zhǎng)度L=404um，寬度W=264u

9、m四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)要求理解功率分配器的工作原理，并用AWR內(nèi)置的仿真元件用微帶線實(shí)現(xiàn)功率分配。要求調(diào)節(jié)電阻達(dá)到需要的特性。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)加深了對(duì)分配器和微帶線的理解，并更加熟悉了AWR的使用，學(xué)會(huì)使用Variable Tuner工具調(diào)節(jié)電路參數(shù)，學(xué)會(huì)使用TXline計(jì)算微帶線尺寸。實(shí)驗(yàn)三 阻抗變換器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握阻抗變換器的設(shè)計(jì)及調(diào)節(jié)方法。2掌握同軸線構(gòu)建阻抗變換器的方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理阻抗匹配是無(wú)線電技術(shù)中常見(jiàn)的一種工作狀態(tài)，它反映了輸入電路與輸出電路之間的功率傳輸關(guān)系當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配時(shí)，將獲得最大的功率傳輸反之，當(dāng)電路阻抗失配時(shí)，不但得不到最大的功率傳輸，還可能對(duì)電路產(chǎn)生損害阻抗匹

10、配常見(jiàn)于各級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)載之間、測(cè)量?jī)x器與被測(cè)電路之間、天線與接收機(jī)或發(fā)信機(jī)與天線之間，等等例如，擴(kuò)音機(jī)的輸出電路與揚(yáng)聲器之間必須做到阻抗匹配，不匹配時(shí)，擴(kuò)音機(jī)的輸出功率將不能全部送至揚(yáng)聲器如果揚(yáng)聲器的阻抗遠(yuǎn)小于擴(kuò)音機(jī)的輸出阻抗，擴(kuò)音機(jī)就處于過(guò)載狀態(tài)，其末級(jí)功率放大管很容易損壞反之，如果揚(yáng)聲器的阻抗高于擴(kuò)音機(jī)的輸出阻抗過(guò)多，會(huì)引起輸出電壓升高，同樣不利于擴(kuò)音機(jī)的工作，聲音還會(huì)產(chǎn)生失真因此擴(kuò)音機(jī)電路的輸出阻抗與揚(yáng)聲器的阻抗越接近越好.本次試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)同軸線階梯阻抗變換器， 使特性阻抗分別為Z0150 、 Z02100 的兩段同軸線匹配連接。 要求： 變換器N2， 工作頻率f05

11、GHz。 已知同軸線的介質(zhì)為RT/Duriod 5880(r2.16)， 外導(dǎo)體直徑Do7 mm， 阻抗變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3.6.1所示， 圖中Z1、 Z2為阻抗變換器， 長(zhǎng)度均為p0/4， 90 deg(度)。 使用最平坦通帶特性變換器(二項(xiàng)式)設(shè)計(jì)方法。三實(shí)驗(yàn)步驟1、計(jì)算電路的特性阻抗、 尺寸。計(jì)算阻抗值(手算)： Z1=Z0214*Z0134=59.46 Z2=Z0234*Z0114=84.09計(jì)算同軸線尺寸:啟動(dòng)軟件， 從主菜單中選擇ToolsTXLine(傳輸線計(jì)算器)命令， 再選擇Round Coaxial 頁(yè)，在頁(yè)面上方左側(cè)的Dielectric項(xiàng)中選擇RT/Duriod 58

12、80(r2.16)，將下方左側(cè)的Frequency項(xiàng)設(shè)置為5 GHz， 將下方右側(cè)的Outer Diameter(Do)項(xiàng)設(shè)置為7000 m。在頁(yè)面下方左側(cè)的Impedance項(xiàng)中輸入電阻值， 在Electrical Length項(xiàng)中輸入電長(zhǎng)度， 單擊計(jì)算按鈕， 即可算出同軸線的L(實(shí)際長(zhǎng)度)、 Di(內(nèi)直徑)， 將計(jì)算結(jié)果填入表格參數(shù)阻值（）電長(zhǎng)度（deg）L(um)D(um)Z0150303399.722054.88Z159.469010199.011629.57Z284.099010199.01890.95Z02100304532.95603.222、繪制原理圖，設(shè)置工作頻率：3、添加圖

13、表，往圖表中添加測(cè)量項(xiàng)S11、S21并分析電路4、調(diào)節(jié)Z1和Z2的L和Di尺寸，使達(dá)到指標(biāo)要求。四 實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)要求理解阻抗變換器的工作原理，并用AWR內(nèi)置的仿真元件用同軸線阻抗變換器。要求調(diào)節(jié)電阻達(dá)到需要的特性。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)加深了對(duì)變換器和同軸線的理解，并更加熟悉了AWR的使用，學(xué)會(huì)使用Variable Tuner工具調(diào)節(jié)電路參數(shù)，學(xué)會(huì)使用TXline計(jì)算同軸線尺寸。實(shí)驗(yàn)四 微帶低通濾波器一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 掌握Wizard模塊的具體操作方法2、 掌握微波低通濾波器的設(shè)計(jì)， 熟練掌握電路的優(yōu)化方法。二 實(shí)驗(yàn)原理低通濾波器(Lowpass filter)是容許低于截至頻率的信號(hào)通過(guò)， 但高于截

14、止頻率的信號(hào)不能通過(guò)的電子濾波裝置。低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫?yàn)V波器。巴特沃斯濾波器是濾波器的一種設(shè)計(jì)分類，其采用的是巴特沃斯傳遞函數(shù)，有 高通、低通、帶通、帶阻等多種濾波器類型。切比雪夫?yàn)V波器也是濾波器的一種設(shè)計(jì)分類，其采用的是切比雪夫傳遞函數(shù)，也有高通、低通、帶通、 高阻、帶阻等多種濾波器類型。 同巴特沃斯濾波器相比， 切比雪夫?yàn)V波器的過(guò)渡帶很窄，但內(nèi)部的幅頻特性卻很不穩(wěn)定。 巴特沃斯濾波器在通頻帶內(nèi)外都有平穩(wěn)的幅頻特性，但有較長(zhǎng)的過(guò)渡帶，在過(guò)渡帶上很容易造成失真。本次試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫式微波低通濾

15、波器，截止頻率fc=2.2GHZ,在通帶內(nèi)最大波紋Las=0.2DB,S11小于-16DB，在阻帶頻率Fs=4GHZ處,阻帶衰減Las不小于30DB。輸入、輸出端特征阻抗Z0=50。用微帶線實(shí)現(xiàn)，基片厚度H=800um，T=10um，相對(duì)介質(zhì)常數(shù)=9.0，高阻抗線特性阻抗Z0h=106, 低阻抗線Z0l=10。三 實(shí)驗(yàn)步驟1、 啟動(dòng)Wizard模塊中的Filter Synthesis Wizard,依次選擇Lowpass,Chebyshev,輸入?yún)?shù)如下：2、 再依次選擇Ideal Electrical Model,Lumped Element,Shunt Element First得到濾波器

16、電路如下：3、 設(shè)置工作頻率，范圍1GHZ5GHZ,階長(zhǎng)為0.01。4、 添加圖表,分析參數(shù)S11、S12。點(diǎn)擊analyze得未優(yōu)化的響應(yīng)圖：5、添加優(yōu)化參數(shù)。5、 設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)。7、選擇Simulate,Optimize,優(yōu)化方法選擇Random(Local),點(diǎn)擊start開始優(yōu)化，得到下圖： 優(yōu)化后得到參數(shù)：元件IDC1(pF)C2(pF)C3(pF)L1(nH)L2(nH)元件變量CaCbCaL0L0優(yōu)化值1.83.071.84.7584.7588. 計(jì)算微帶線的尺寸先使用TXLine計(jì)算高阻抗線的寬度：然后手算高阻抗線的長(zhǎng)度=5808.96um再使用TXLine計(jì)算低阻抗線的寬度：然后手算低阻抗線的長(zhǎng)度=1930.79um=3293.3um將各參數(shù)