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[嵌入式]02_功分器设计及联合式EM仿真

选择ADS自带库进行设计,这个库是可以用户定义基板的库,而如WIN/UMS/OMMIC之类厂商的PDK库又不同,一般厂家会将基板材料substrate这部分内置在PDK中,这样就可以直接引用了。

因为一般来说,客户自己做的分立元件连接的PCB版和集成做的MMIC不同,所以这里我们是用PCB版的心态去做设计的。

?根据形状排布好,它的原理在于输入端口的微带线是Zo特性阻抗,而根据功分器原理,中间应该是根号二倍的Zo,所以我们需要各自用linecal计算出匹配到70.7欧姆下的微带线宽度W2和匹配到50欧姆的W1。

?因为功分器的目的就是分配功率,所以目前我们可以设定两端电压一致,做个最简单的结构。

为了防止2端和3端之间的泄露电流,我们在2端和3端之间加一个电阻来分流。

所以,S(2,3)也自然成了隔离度的指标,功分器主要看的就是隔离度够不够,然后再看S(2,1)增益的效果是不是达标,然后看S(1,1)和S(2,2)的端口泄露情况是不是OK。

基本上就这么一个优先级,至于像S(3,2),S(3,3)之类的,因为电压相同,所以基本上算是和S(2,3),S(2,2)一样的。

得到的结果是:

?基本满足指标,然后在这个过程中遇到一些报错和警告,还有一些奇怪的毛病,比如:版图生成的时候文字把图形都占据了,我的解决方法是设置PIN和文字的大小,可以在版图生成的时候在prefrences中修改,也可以在版图的工具栏中找到preferences中进行修改,不过修改完它不会一下子变化,需要重新加载才行。

?记录一下联合仿真需要的步骤,因为我觉得ADS每次EM仿真都需要去重新设置原理图中的性能非常不方便,所以去查了一下应该如何弄。

1.去掉之前的term,加上port

2.layout-EM-Component-Parameters,打开界面然后添加需要调试参数w2和l,这里暂时不加单位,因为版图中的变量参数上加了单位。

????????

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?3.完成后双击1(右)的版图,设置各个参数的变量,如果在原理图中已经设置了,它就会直接显示。这里EM仿真模式在原理图中引用的时候是EM的版图形式,而如果是EM Cosi的模式则是另一种联合仿真格式,可以用元器件来表示。

这里频率需要和引用EMmodel的原理图仿真中保持一致,否则它会报警告,说后面频率的数据没有。

4.设置器件的仿真模式,采用emModel格式,emCosim的是另外一种联合仿真模式。

?这里有个问题,我并没有把除了微带线的电阻从EM仿真中踢出去,因为这要看厂家的PDK是EM模型准还是元器件模型准的问题,如果元器件更加接近厂内的PCM的值,那么就需要将电阻部分扣除出去,最后在原理图中仿真电阻和版图的联合;如果电阻也是EM更准,那么就需要在基板substrate中加入电阻所在层结构,否则可能会报错,联合仿真的时候也不需要删除。

一般来说,无源器件还是EM更加准确一点,虽然EM也无法完全表征实际的芯片版图最后做出来的bias,但是建模的精度也需要厂内长期的调试校准,并且并不是每个频段都保持一致的精准度,在接近自谐振区的部分,可能会不准。

而有源EM肯定是不准的,因为有源EM没有办法得到RF的很多参数特性,所以有源器件需要用元器件为主。

5.这样做完后,就需要增加opt和goal的控件去进行仿真了,和原理图一样,双击VAR控件,找到OPT设置,将它enable就可以了。

当然,如果要用手动tuning的话,就将手动tuing的打开enable,这边清楚clear就可以,其他模式等同。

修改random变成渐进收敛,这样速度精度都好一点,然后将变量替换成需要的命名。

我用opt试了一下,很慢,每次都要重新仿真,所以还是建议手动处理比较好,或者tune。

另一种联合EM仿真的模式说不定可能更方便一点,速度也更快一点。

规格基本上都满足:S11和S22<-20,S23<-25,S21>-3.3

?

这只是最简单的功分器,其他还有三端/四端,电压也有不相同的设定,这种需要看文献去复现了。

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加:2022-03-13 21:59:21  更:2022-03-13 21:59:57 
 
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