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

Жанр: Радиотехнический

Просмотров: 1301


4. создание топологии схемы

 

 

 

вия:

Для создания топологии схемы необходимо выполнить следующие дейст-

– Импорт файла процессирования топологии (LPF).

– Редактирование единиц базы данных и размера сетки.

– Импорт библиотеки ячеек.

– Импорт и размещение файла данных в схеме.

– Изменение схемного символа.

– Размещение микрополосковых линий в топологии.

– Установка соответствия трафарета и схемного элемента.

– Просмотр топологии.

– Создание ячейки трафарета.

– Привязка топологической ячейки к топологии.

– Манипуляция элементами MTRACE в топологии.

– Слияние форм в топологии.

– Экспорт топологии.

 

1. Импорт файла процессирования слоев

Файл Layer Process File (LPF) имеет установки топологии, включая нари- сованные слои, соединения между слоями, информацию о 3D представлении и топологию для электромагнитного моделирования EMSight.

Чтобы импортировать LPF:

1.  Нажмите закладку Layout внизу, чтобы открыть менеджер топологии;

2.  Нажмите правой кнопкой мыши Layer Setup, и выберите Import Process

Definition. Появляется окно Open;

3.  Выберите директорию …AWRAWR2002 (это  директория по  умолча-

нию, где инсталлирован MWO);

4.  Подсветите файл MIC_English.lpf и нажмите Open. Появится окно ме-

неджера топологии, которое будет выглядеть как на рис. 4.1.

 

 

Рис. 4.1. Окна управления топологией

 

2. Редактирование единиц базы данных и размера сетки

Единицы базы данных определяют точность топологии. Очень важно, что этот параметр не нужно изменять после того, как он установлен. Изменение

единиц может привести к ошибкам округления, что вызовет проблемы в топо- логическом файле. Размер сетки важен еще и потому, что многие проекты должны перечерчивать сетку. Сетка должна быть больше или равна единице

базы данных. Из-за того, что размер сетки кратен единице в базе данных, реко- мендуется устанавливать размер сетки ровно в 10 раз крупнее, чем единицы в базе данных. Это заранее установленная минимальная сетка.

Чтобы отредактировать единицу базы данных и размер сетки:

1.  Выберите Options > Layout Options (рис. 4.2)

2.  Напечатайте «1» в Grid Spacing и «0.1»  в Database size, затем нажмите

OK.

 

 

Рис. 4.2. Диалог установки опций топологии

 

3. Импорт библиотеки ячеек GDSII

Чтобы импортировать библиотеку ячеек GDSII:

1.  Нажмите правой кнопкой мыши на Cell Library в менеджере топологии и выберите Read GDSII Library.

2.  Выберите директорию …AWRAWR2002 (или директорию, где инстал-

лирован MWO).

3.  Откройте поддиректорию Examples и затем дважды нажмите на Quick

Start.

4.  Нажмите файл packages.gds, а затем на Open. Импортированная библио-

тека ячеек показывается в менеджере топологий (рис. 4.3).

 

 

Рис. 4.3. Содержание импортированной библиотеки ячеек

 

4. Импорт файла данных

1.  Нажмите закладку Proj.

2.  Нажмите правой кнопкой мыши Data Files в дереве проекта и выберите

Import Data File. Появится окно Open.

3.  Выберите директорию …AWRAWR2002.

4.  Дважды нажмите на поддиректорию Examples, а затем на поддиректорию

Quick Start.

5.  Нажмите файл N76038a.s2p и затем Open (рис. 4.4).

 

 

Рис. 4.4. Выбор импортируемого файла данных

Чтобы поместить файл данных на схеме:

1.  Нажмите правой кнопкой мыши Circuit Schematics в дереве проекта и выберите New Schematics. Появится диалог Create New Schematic.

2.  Напечатайте «qs layout» и затем кликните OK.

3.  Нажмите закладку Elem внизу окна, чтобы увидеть браузер элементов.

4.  Найдите пункт Subcircuits и нажмите на него. Внизу появятся модели подсхем.

5.  Нажмите на модель N76038a и, удерживая мышь, перетащите этот эле-

мент на схему (рис. 4.5).

Вы можете изменить количество выводов у этого элемента, поскольку ячейка должна иметь то же самое количество выводов, как и количество узлов у

схемного элемента.

Чтобы добавить земляной вывод к файлу транзистора:

1.  Дважды нажмите на элемент подсхемы в окне схемы. Появится диалог

Element Option.

 

 

Рис. 4.5. Установка подсхемы в схемное окно

 

2.  Выберите закладку Ground (рис. 4.6).

 

 

Рис. 4.6. Установка типа вывода заземления

3.  Выберите Explicit ground node и кликните OK. Появляется третий вывод у подсхемы.

 

5. Изменение символа элемента

Символ данной и любой другой подсхемы может быть изменен. Для FET

удобно выбрать такой символ, чтобы видеть, какие узлы соответствуют затво-

ру, истоку и стоку. Для изменения символа:

1.  Нажмите дважды на элемент подсхемы в схематическом окне. Появляет-

ся диалог Element Option.

2.  Нажмите закладку Symbol.

3.  Выберите FET@system.syf в меню и затем нажмите OK. Таким образом,

символ подсхемы стал соответствовать рис. 4.7, что отражает его функ-

циональное назначение.

 

6. Помещение микрополосковых элементов в топологию

Микрополосковые элементы имеют топологические ячейки по умолчанию. Эти топологические ячейки параметризированы и топология их меняется дина- мически.

 

 

Рис. 4.7. Выбранный новый символ четырехполюсника

 

Для размещения микрополоскового элемента:

1.  Нажмите закладку Elem, чтобы увидеть браузер.

2.  Дважды нажмите на Microstrip в браузере.

3.  Нажмите на Lines, чтобы увидеть модели линии в нижней панели (рис.

4.8).

4.  Нажмите модель MLIN и перетащите элемент на схему, соединив его с подсхемой N7068a.

5.  Теперь нажмите Junction в браузере Microstrip. В нижней панели появят- ся символы выводы (junction).Обратим внимание, что элементы, обозна- ченные $ в конце имени элемента описываются (имеют свои атрибуты)

характеристиками порта, к которому они присоединены. Элементы, кото-

рые имеют «X» на этом конце создаются из таблицы генерации модели

ние, основанное на таблице, рассчитанной по EM модели, которая полу-

чает свою ширину от портов к которому она присоединена.

 

MLIN ID=TL1

W=50 mil

L=400 mil

SUBCKT ID=2S1

NET="N76038a"

 

1

 

 

3

 

Рис. 4.8. Дополнение схемы микрополосковой линией

 

6.  Нажмите на модель MTEE$, перетащите этот элемент на схему и присое-

дините его к элементу MLIN.

7.  Нажмите Lines в разделе Microstrip. Кликните модель MTRACE  в ниж-

нем  окне  и  перетащите этот элемент в  схему, поместив его  слева от

MTEE$.

8.  Нажмите модель MLEF, перетащите ее в схему, сделав поворот и при-

соедините к узлу 3 элемента MTEE$.

9.  Дважды нажмите на элемент MTRACE на схеме, чтобы открыть окно

Element Options.

10.Отредактируйте параметры элемента MTRACE и согласуйте их как на рис. 4.9.

11.Повторите шаг 9 для редактирования их параметров элементов MLIN и

MLEF.

12.Нажмите Substrates в браузере элементов. Модели подложек появятся в нижней панели.

13.Нажмите на модель MSUB и перетащите ее на схему.

14.Дважды нажмите на элемент MSUB и установите параметры подложки,

как на рис. 4.10. Нажмите OK.

15.Нажмите кнопку Port и перенесите его на схему, поместив слева элемен-

та MTRACE. Аналогично, установите второй порт к стоку транзистора. А

к истоку транзистора присоедините землю.

 

MTRACE ID=X1

W=10 mil

L=200 mil

BType=2

M=0.6

 

 

MTEE$ ID=TL2

 

1          2

 

3

 

MLIN ID=TL1

W=10 mil

L=100 mil

 

 

2

 

1          SUBCKT ID=S1

NE T="N76038a"

 

3

 

MLEF ID=TL3

W=20 mil

L=150 mil

 

Рис. 4.9. Дополнение схемы усилителя шлейфом и линией

 

MTRACE ID=X1

W=10 mil

L=200 mil

BType=2

M=0.6

 

 

MTEE$ ID=TL2

 

1          2

 

3

 

ML EF ID=TL3

W=20 mil

L=150 mil

 

 

MLIN ID=TL1

W=10 mil

L=100 mil

1

 

MSUB Er=9.8

H=10 mil

T=0.1 mil

Rho=1

Ta nd=0

ErNom=9.8

Name=SUB1

 

 

2

 

SUBCKT ID=S1

NE T="N76 038a"

 

3

 

 

Рис. 4.10. Включение данных о подложке в схему транзисторного

СВЧ усилителя

 

7. Установка соответствия топологии ячейки и элемента схемы

Топологическая ячейка, которая представляет топологию, может быть свя-

зана со схемным элементом. Для этого:

1.  Дважды нажмите элемент подсхемы N76038a в схематическом окне,  для вывода диалога Element Option.

2.  Откройте закладку Layout (рис. 4.11).

3.  Выберите Alpha_212_3 в Compatible cells и затем кликните OK.

 

8. Просмотр топологии

Схема и топология – это разное представление одной и той же базы дан- ных. Любые редактирования параметров на схеме немедленно отражаются на топологии и наоборот. Чтобы увидеть топологию:

1.  Нажмите на схематическое окно и сделайте его активным.

2.  Выберите Schematic > View Layout. Топология появится в топологиче-

ском окне.

 

 

Рис. 4.11. Выбор символа ячейки

топологических ячеек вместе (рис. 4.12). Для вывода топологии можно также нажать кнопку View Layout на инструментальной панели.

 

 

Рис. 4.12. Создание и слияние топологии

 

9. Привязка (фиксация) топологической ячейки

Топологические ячейки имеют различные свойства, которые определяют связи

каждой ячейки в общей топологии. Одно из важнейших свойств - это фиксация положения. Оно сохраняет положение ячейки так, что она не будет изменена никакими операциями сдвига. Это свойство обычно используется для задания опорных точек топологии.

Чтобы зафиксировать топологическую ячейку:

1.  Выберите соответствующую ячейку Alpha_212_3. Нажмите правой кноп-

кой мыши и выберите Shape Properties для вывода диалога свойств ячей-

ки.

2.  Нажмите закладку Layout выберите Use for anchor        и затем кликните

OK. Топологическая ячейка получит теперь следующий символ якоря,

как показано на рис. 4.13.

 

 

Рис. 4.13. Окончательная фиксация положения транзистора

 

10. Создание топологической ячейки

Чтобы создать топологическую ячейку:

1.  Нажмите кнопку Set Grid Snap Multiple на инструментальной панели и установите его на 10x.

 

 

Рис. 4.14. Команда установки частоты сетки

 

2.  Откройте закладку Layout для активизации менеджера топологии.

3.  Правой кнопкой нажмите на Packages и выберите New Layout Cell (рис.

4.15). Появится диалог Create New Layout Cell.

 

 

Рис. 4.15. Команда создания новой топологической ячейки

 

4.  Назовите ячейку «chip cap» и нажмите OK.

5.  Нажмите прямоугольную кнопку «Copper» в левом столбике, чтобы акти- визировать слой меди, как показано на нижнем рисунке (не нажимайте лампочку (рис. 4.16), так как это задает только высвечивание слоя для по-

каза).

 

 

Рис. 4.16. Выбор слоя для создания и редактирования

 

6.  Выберите Layout > Rectangle.

7.  Сдвиньте курсор в окно рисования и затем нажмите на клавишу Tab.

Появится диалог ввода координат.

8.  Напечатайте «0» и «10» соответственно в поля x и y и нажмите OK.

9.  Нажмите снова клавишу Tab для ввода координат и введите «10» и «-10»

в поля dx и dy, соответственно. В результате будет нарисована форма,

рис. 4.17.

 

Рис. 4.17. Создание формы на слое

 

10.Нажмите бокс Footprint (площадки) в левой колонке нижней панели ме- неджера топологии, чтобы активизировать слой подложки как активный слой.

11.Нажмите окно рисования, чтобы сделать его активным.

12.Выберите Layout > Rectangle.

13.Сместите курсор с окна рисования, затем нажмите на клавишу Tab. Вве-

дите координаты «10» и «10» соответственно в поле x и y и нажмите OK.

14.Нажмите Tab снова и введите «20» и «-10» в поля dx и dy соответствен-

но. Топология будет соответствовать рис. 4.18.

15.Нажмите снова на квадратик copper в окне рисования и нажмите Ctrl+C,

а затем Ctrl+V чтобы внести в его буфер. Сдвиньте положение курсора и скопируйте квадратик меди справа прямоугольника, а затем нажмите на

него, чтобы разместить точно в нужное место (рис. 4.19).

 

 

Рис. 4.18. Добавление формы на другом слое

 

 

Рис. 4.19. Создание форм ячейки на двух слоях

Добавление портов в топологической ячейке. Порты в топологической ячейке задаются фасками (стыковочными гранями), определяемыми на тополо- гии для соединения с другими ячейками. Стрелки ориентации портов задают направление соединения со смежной ячейкой.

Чтобы добавить порты к топологической ячейке:

1.  Выберите Layout > Cell Port.

2.  Сдвиньте курсор в  окно  рисования, нажмите и  удерживайте клавишу Ctrl, пока сдвигаете курсор сверху нижней левой вершины квадрата сим- вола до появления символа квадратика (рис. 4.20). Не отпускайте клави-

шу Ctrl.

 

 

Рис. 4.20. Установление координаты стыковочной грани

 

3.  Пока клавиша Ctrl нажата, нажмите и удерживайте кнопку мыши, пока вы сдвигаете курсор к верхней вершине до появления другого квадратика (рис. 4.21). Отпустите клавишу мыши, а затем клавишу Ctrl.

 

 

Рис. 4.21. Создание порта на стыковочной грани

 

4.  Повторите шаги c 1 до 3, помещая порт на противоположной стороне, но начинайте рисовать на верхней вершине и ведите курсор вниз.

5.  Нажмите на X сверху справа окна chip cap.

 

Редактирование схемы и связь топологии и схемы навесного конденсатора.

Чтобы отредактировать схему и связанного с ней топологию навесного

конденсатора:

1.  Нажмите на PORT 1 в окне схемы.

2.  Нажмите и удерживайте клавишу Ctrl, и удерживайте кнопку мыши, пока вы перетаскиваете порт от элемента MTRACE.

3.  Нажмите закладку Elem, дважды нажмите на Lumped Element, затем на-

жмите на Capacitor, чтобы увидеть модели емкости в нижней панели.

4.  Нажмите модель CAP и удерживая кнопку мыши, перетащите элемент на схему, отпустите кнопку мыши, поместив элемент между PORT 1 и эле- ментом MTRACE.

5.  Дважды нажмите на элемент CAP C1 в окне схемы. Появляется диалог

Element Options (рис. 4.22).

6.  Нажмите закладку Layout.

 

 

Рис. 4.22. Установка нового символа элементу C1

 

7.  Выберите chip cap в Compatible cells и кликните OK.

8.  Выберите Schematic > View Layout. Новая обновленная топология вклю-

чила ячейку навесного конденсатора.

 

11. Функции слияния для топологических ячеек

Функции слияния связывают стыковочные грани топологических ячеек в различных конфигурациях. MWO 2002 имеет новые опции слияния, которые

можно установить из диалога Layout Option. Для спецификации опций слияния топологий:

1.  Выберите Option > Layout Options. Появляется окно Layout Options (рис.

4.23).

2.  Выберите Manual snap selected objects only в разделе Layout Cell Snap

Options. Нажмите OK. Это будет режим привязки к сетке только вы-

бранного объекта.

 

Рис. 4.23. Установка опций топологии для интерактивного объединения форм

 

Чтобы отодвинуть топологические ячейки одна от другой так, чтобы были видны изменения:

3.  Нажмите на топологическую ячейку MLEF и удерживая кнопку мыши, перетащите её в новое положение. Нажмите при размещении на новом месте.

4.  Повторите шаг 3 с элементов MTRACE и ячейкой навесного конденсато-

ра. Положение топологической ячейки как на рис. 4.24.

Красные нити показывают, что фаски топологических ячеек не сливаются вме-

сте.

5. Удерживайте клавишу Ctrl, выберите топологические ячейки MLEF, MTRACE и MTEE$ в топологическом окне (рис. 4.25).

6.  Нажмите кнопку Snap Together на инструментальной линейке. Отметим, что топология навесного конденсатора и топологическая ячейка MLIN не слиты вместе.

Чтобы слить все фаски вместе:

7.  Нажмите Ctrl+A на клавиатуре и выберите все топологические ячейки.

Кликните кнопку Snap Together на инструментальной линейке. Тополо-

гия будет иметь вид как на рис. 4.26.

 

 

Рис. 4.24. Перенесение элементов C1 и шлейфа в другие положения

 

Рис. 4.25. Активизация элементов для слияния

 

 

Рис. 4.26. Новая слитая топология усилителя

 

Функция «snap to fit» оканчивает трассировку топологических ячеек MTRACE

для спецификации смежных топологических ячеек.

 

12. Экспорт топологии

Чтобы экспортировать топологию:

1.  Выберите Options > Drawing Layers для задания слоев и для экспорта в файл. Появляется диалог Layer Setup.

2.  Кликните закладку Export Mapping.

3.  Кликните закладку DXF внизу диалога, снимите выделение всех нарисо-

ванных слоев, кроме слоя меди в Write Layers и кликните OK.

4.  Выберите Layer > Export Layout. Появляется диалог Save As.

5.  Выберите формат DXF (*.dxf) в разделе Save as type.

6.  Впечатайте «myfile» как File Name и кликните Save для экспорта файла со слоем меди как файл DXF.

Сохранить работу выбором File > Save Project.