Название: Антенны и устройства СВЧ - Методические указания (Г.В. Дмитриенко)

Жанр: Радиотехнический

Просмотров: 1406


2. редактирование схемы

В дереве проекта в группе Schematics имеется объект Default Ckt Options

(Заданные по умолчанию опции). Двойное нажатие по этому объекту откры- вает диалоговое окно редактирования параметров анализа схем, устанавливае- мых по умолчанию при схемотехническом моделировании.

Harmonic  Balance  (гармонический  баланс).  При  моделировании  методом

гармонического баланса указывают число гармоник, задают критерий сходимо-

сти и другие параметры.

Element Display (показать элемент). Задаются принимаемые по умолчанию параметры отображения элементов.

Добавление элементов. Принципиальная схема проекта состоит из проводни-

ков, символов заземлений, портов и прочих элементов (их краткий перечень приведен в табл. 3.1). Начертания и описания элементов находятся в специаль-

ных библиотеках, которые активизируются, когда пользователь раскрывает вкладку Elements (см. рис. 3.4). В окне просмотра имеется структура каталога,

содержащая все элементы, доступные для использования в схемах.

Двойной щелчок на элементе дерева элементов открывает список всех доступ- ных в данной библиотеке элементов. Например, после двойного щелчка на Linear Devices, в нижнем окне отображается список, приведенный в табл. 3.2.

 

Состав каталога элементов  Таблица 3.1.

 

Сoplanar

Копланарные линии передачи

General

Компоненты на системном уровне:

усилители, фильтры, …

Interconnects

Перемычки, воздушные мосты, за-

земления, …

Linear Devices

Линейные модели нелинейных при-

боров

Lumped Element

Дискретные элементы: резисторы,

конденсаторы, …

MeasDevice

Амперметр, вольтметр, измеритель

мощности

Microstrip

Микрополосковые элементы

Nonlinear

Нелинейные элементы

Ports

Порты

Sources

Источники сигналов

Substrates

Подложки

Transmission

Lines

Линии передачи

Library

Библиотеки

Data

Файлы данных

Subcircuits

Подсхемы

 

 

 

Рис. 3.4. На закладке Elements помещен каталог библиотеки элементов

 

Подцепив курсором любой из символов этих элементов, можно с помощью мыши перенести его в поле схемы и установить в желаемом месте. Прежде, чем нажать на левую кнопку мыши при окончательной установке элемента в схеме, нажмите на правую кнопку, при этом элемент будет вращаться вокруг своей оси.

 

Линейные модели транзисторов     Таблица 3.2.

 

BIP

модель биполярного транзистора

HYBRI

гибридная схема

BIBP

биполярный транзистор c β управлением

PIN

p-i-n диод

FET

полевой транзистор

PIN2

p-i-n диод

 

Модели портов          Таблица 3.3.

 

PORT_PLS

Порт с импульсным сигналом на входе

PORT_TRI

Порт с треугольным сигналом на входе

PORT_SAW

Порт с сигналом на входе

PORT_SQR

Порт с сигналом на входе

Порт в схему помещается непосредственно из списка элементов. Вдобавок к этому простейший односигнальный порт можно добавить из меню Schematic, выбрав команду Add > Ports. После активизации любого элемента, располо- женного на схеме, и двойного щелка по нему появляется диалоговое окно ре- дактирования параметров порта (рис. 3.5).

Более подробную информацию олюбом элементе можно получить, нажав на кнопку Element Help.

Подключение к схеме, например, импульсного сигнала выполняется с помощью порта PORT_PLS. В табл. 3.4 приводится список параметров этого порта, при-

веденный в соответствующем диалоговом окне.

 

Параметры порта с импульсным сигналом            Таблица 3.4.

 

 

Имя па-

раметра

Описание

Тип параметра

Значение по умолчанию

P

номер порта

нет

0

Z

импеданс нагрузки

сопротивление

50 Ом

AMP

величина ЭДС сигнала

напряжение

0 В

TW

длительность импульса

время

0 нс

TR

длительность фронта

время

0 нс

TF

длительность заднего фронта

время

0 нс

TD

время задержки

время

0 нс

 

Некоторые параметры заблокированы, другие доступны для редактирования и для задания в качестве оптимизируемых параметров. Если открыть отредакти- рованные длительности фронта как дискретные параметры, то появляются до- полнительные опции, например Statistic (статистическое распределение). Если порт установлен, его можно модифицировать. Порты редактируются как обыч- ные элементы. Для изменения типа порта в диалоговом окне раскройте вкладку Port (рис.3.5) и сделайте необходимые изменения.

 

 

Рис. 3.5. Диалоговое окно редактирования параметров порта

Описание элементов вкладки Port:

Port Type (тип порта) – источник сигнала, нагрузка;

Tone Type (тип возбуждения) – тон 1, тон 2, тон 3, тоны 1 и 2;

Network Terminated (нагрузка схемы) – должна ли быть нагружена схема;

Swept Power (свипирование мощности) – должна ли изменяться мощность;

Signal source (источник сигнала) – треугольный, прямоугольный, пилообраз-

ный.

Можно изменить и вид графического символа элемента или чертеж ее ячейки на печатной плате, указывая их имена в списке Compatible symbols или Com-

patible cells (рис. 3.6).

 

 

Рис. 3.6. Выбор графического символа элемента

 

Параметры порта можно редактировать и на самой схеме, выделяя и акти-

визируя отдельные параметры в его описании.

 

3. Создания и моделирования схем

Создание нового проекта. В меню File выберите пункт New Project (новый проект).

Создание новой схемы. В меню Project выберите пункт Add Schematic (доба-

вить схему) и далее в подменю выберите команду New Schematic (новая схе- ма). В открывшемся диалоге Create New Schematic (создайте новую схему) введите название схемы.

Активизация просмотра элементов. Раскройте вкладку Elem (элементы) в нижней части окна проектов.

Выбор элементов схемы. В иерархическом списке Circuit Elements (элементы

схем) выберите пункт Lumped Elements (элементы с сосредоточенными пара- метрами). Далее выберите пункт Capacitor (конденсатор), в результате чего в левом нижнем углу окна проекта появятся значки нескольких типов конденса- торов. Выберите значок CAP и, не отпуская левую кнопку мыши перетащите его в окно схемы. В окне схемы элемент можно перемещать при освобожден- ной левой кнопке. Для фиксации элемента на схеме сделайте левой кнопкой щелчок.

Поворот элементов. В списке Circuit Elements выберите элемент Inductor и

переместите в схему значок элемента IND Inductor (индуктивность). Сделайте щелчок правой кнопкой мыши, чтобы повернуть элемент на угол в 900. Каждый последующий щелчок опять приведет к повороту элемента на 900. Сориентиро- вав элемент требуемым образом, установите его в нужное место схемы и за- фиксируйте его положение щелчком левой кнопки мыши. После этого элемент можно снова повернуть с помощью контекстного меню, вызываемого щелчком правой кнопки. Соединение ее с имеющимся на схеме конденсатором произой- дет автоматически, если выводы двух компонентов касаются друг друга. Копирование и вставка элементов схемы. Далее выделите два элемента, CAP и IND, обведя вокруг них пунктирный прямоугольник, при нажатой и удержи- ваемой левой кнопке мыши. В меню Edit выберите команду Copy. Затем в ме- ню Edit выберите команду Paste (вставка), чтобы получить второе изображе- ние. Установите элементы, как показано на рис. 3.7. (Можно также нажать кла- виши Ctrl+С для копирования и Ctrl+V для вставки).

 

 

Рис. 3.7. Соединение компонентов

 

Далее следует добавить еще один конденсатор, чтобы схема получилась сим- метричной. Это можно сделать, выбрав конденсатор из закладки Elements  пе- ретащив его в окно схемы.

Соединения элементов. Теперь используйте средство трассировки, чтобы со- единить выводы индуктивностей. Подведите курсор мыши на зеленый квадра- тик, означающий узел одной из индуктивностей. Когда курсор превратится в

спиральку, произведено соединение с этим выводом. Щелкните левой клави- шей мыши и протащите пунктирную линию к другому выводу. Затем следует щелкнуть курсором –  знаки «X» превратятся в зеленые круги, и появится про-

водник, соединяющий эти выводы, как показано на рис. 3.7.

Редактирование параметров элементов. Величины элементов можно изме-

нять с помощью диалогового окна Свойства, вызываемого двойным щелчком,

по изображению элемента (рис. 3.8).

Список имеющихся в проекте компонентов помещен в верхний левый угол этого окна. Выберите в списке конденсатор С и установите значение его пара- метра Value (в данном случае емкость) равным 1.5 pF (пФ). Вы можете также

заменить тип компонента ID (C, L и  т. п.) из числа имеющихся в схеме. Затем выберите панель Constrained (ограничения) и установите значения нижнего предела и верхнего предела параметров текущего компонента, в данном случае

0 pF и 3 pF. Наконец установите галочки в окошке Tune (ручная подстройка) и

Optimize (оптимизация) и нажмите OK.

 

 

Рис. 3.8. Изменение величины элемента в диалоговом окне Свойства

 

Редактирование параметров на схеме. Для редактирования параметров ком- понентов схемы не обязательно вызывать диалоговое окно Свойства, это можно сделать прямо на схеме. Выделите не сам элемент, а его описание и сделайте двойной щелчок над параметром, который требуется изменить. Появится спе- циальное окно редактирования с текущим значением параметра. Сделайте не- обходимые изменения и закройте окно простым щелчком в любом месте окна схемы.

Добавление заземления. Для завершения схемы фильтра нужно добавить пор-

 

ты       и заземления      . Добавьте два порта на входе и выходе, щелкнув левой клавишей на кнопке Port (порт), расположенной на инструментальной панели. Подобно другим элементам, они могут вращаться нажатием правой кнопки мыши. Добавьте элемент «земля». Завершите создание схемы фильтра (рис.

3.9.)

 

 

Рис. 3.9. Схема фильтра

 

Задание диапазона частот анализа. Для задания рабочего диапазона частот раскройте вкладку Project расположенную внизу основного окна. Выберите в иерархическом списке элемент Project Options (параметры проекта), что при-

ведет к открытию одноименного диалогового окна, в котором на вкладке  Fre- quency Values (значения частоты) можно задать границы частотного диапазона и шаг изменения частоты (рис. 3.10).

 

 

Рис. 3.10. Диалоговое окно задания диапазона частот

 

Введите в этом окне значения начальной частоты Start, конечной частоты Stop

и величину шага Step. Нажмите кнопку Apply или OK.

Добавление графика. Для добавления в проект графика в меню Project выбе- рите пункт Add Graph (добавить график) и в открывшемся диалоговом окне Create Graph (создание графика) установите кнопку Rectangular (рис. 3.11). Для закрытия диалогового окна нажмите кнопку OK.

 

 

Рис. 3.11. Выбор типа графика

 

Выбор рассчитываемых величин. Задайте сначала величины, выводимые на первый график, для этого в меню Project создайте график Graph 1, а затем  вы- берите команду Add Measurement. Отображаемые на графике характеристики выбираются в диалоговом окне, показанном на рис. 3.12.

В диалоговом окне Add Measurement (рис. 3.12) сделайте следующие установ-

ки:

- в списке  Meas. Type (тип вычислений) выберите строку Port Parameters (па-

раметры входа, выхода);

-   в   списке   Measurement   (расчет   характеристики)   выберите   элемент   S

[S-параметры];

- в раскрывающемся списке Data Source Name, выберите элемент Low Pass Fil- ter или All Sources;

- установите два индекса S-параметра To (From) Port Index;

-  в графе Result Type (тип результата) установите флажок DB (дБ) и нажмите кнопку Apply (применить) чтобы добавить вычисление S11 (в дБ);

- нажмите OK.

 

 

Рис. 3.12. Выбор рассчитываемых характеристик