Согласующие цепи на сосредоточенных элементах

Синтез согласующей цепи (СЦ) начинается с выбора в окне менеджера Workspace Tree нового проектирования New Item → Synthesis → Impedance Match. Открывается окно, в котором необходимо заполнить строку имя Name и загрузить шаблоны для заполнения исходных данных проектируемой цепи: по умолчанию от производителя Factory Default Values или последний проект Last Saved Values →ОК. Открывается четыре окна. Окно параметров согласующей цепи Match 1 Properties, окно схемы согласующей цепи Match 1_ Design, схемы Sch 1 в состав которой входит СЦ, график частотной зависимости параметров S 11 и S 22 согласующей цепи в окне Match 1 Reflect.

Окно Match 1 Properties имеет четыре вложенные таблицы. В таблице установки Setting вводим диапазон частот, в которой производится согласование и число рассчитываемых точек Number of points. Минимальная Low Frequency Limit и максимальная High Frequency Limit частоты СЦ. Во второй таблице Sections определяются типы входной и выходной нагрузок, выбирается тип Type СЦ. Нагрузки могут иметь активные и реактивные составляющие, включенные параллельно или последовательно. Согласующие цепи могут быть построены на сосредоточенных (до 200МГц) и распределенных элементах. На сосредоточенных СЦ состоят из секций «П» или «Т»-образно включенных индуктивностей и емкостей LC Pi Network, LC Tee Network и число таких секций может наращиваться при реализации широкополосных СЦ при нажатии Add Section. Или СЦ состоит из полосовых и низкочастотных фильтров LC Bandpass и LC Pseudo Lowpass и степень согласования при реализации широкополосных СЦ регулируется числом включенных звеньев определяющих их порядок (Order).

Для примера проведем синтез СЦ в полосе 100…200МГц на сосредоточенных элементах. Входная нагрузка или сопротивление источника 50Ом, выходное сопротивление или нагрузка – 10Ом. В таблице Settings окна Match 1 Properties вводим диапазон частот и число рассчитываемых точек. В таблице Sections этого окна определим входное и выходное сопротивление соответственно 50ОМ и 10Ом и выберем согласующую цепь, например, LC Pi Network. Прежде чем рассчитать цепь Calculate необходимо определить критерий синтеза СЦ. Для этого в окне менеджера Workspace Tree  находим и нажимаем строку цель согласования (Match _ Goal) появляется окно свойств оптимизации с выпадающими таблицами: Общее (General), Цель (Goals), Переменная (Variable), Метод (Method). Таблицы General, Variable, Method оставляем без изменения. В таблице Goals изменяем величины параметров цепи S 11 и S 22, по которым ведется оптимизация. Для облегчения согласования в широкой полосе уменьшим критерий до минус 20дБ, нажимаем «ОК». Возвращаемся к окну Match 1 Properties, проверяем установленные параметры для СЦ, рассчитываем (нажимаем Calculate) и оптимизируем Optimize. Если не удается получить минус 20дБ ни согласующей цепи LC Pi Network, ни LC Tee Network, то выбираем СЦ LC Pseudo Low pass. При порядке цепи 2 согласования по заданному критерию минус 20дБ не удалось получить даже при оптимизации. При изменении порядка на 3, даже без оптимизации синтезирована СЦ имеющая во всем диапазоне значения S 11 и S 22 >|-20|дБ. Результаты расчета параметров S 11 и S 22 и принципиальная схема согласующей цепи с вычисленными номиналами элементов L и C показаны рисунке 6.1.

Рис. 6.1 Результаты расчета согласующей цепи

 

Аналогичный результат получается, если тип СЦ выбрать LC Bandpass. В результаты расчета и оптимизации представлены на рисунке 6.2.

Рис. 6.2 – Результат расчета согласующей цепи для диапазона 100…200 МГц.

При синтезе широкополосных СЦ понадобятся цепи высокого порядка. Так синтез согласующей цепи для тех же входных и выходных сопротивлений в диапазоне частот от 100 до 500 МГц при типе цепи LC Bandpass необходим порядок не менее 5.