基于EDA软件的射频电路设计

Agilent 公司开发的ADS 软件已成为射频设计最广泛使用的EDA 工具,另外还有AWR 等小型电路设计软件可辅助设计。ADS 软件是一款综合性电子设计软件,在电磁兼容分析、电路设计分析、器件分析等方面具有较高的计算精准度。针对我国目前常使用的微带无源电路,比如耦合器、滤波器与无源匹配传输线路等,可以利用AWR 等快速计算参数,部分滤波器件能够直接使用设计向导,较为迅速,之后在ADS 中通过EM 仿真创建模型,利用FEM 或者MOM 实现优化仿真得到最佳电路参数,使设计效率及准确度得到提高
[1]
2 基于EDA 软件的射频电路设计
设计一款射频低通滤波器,要求带内波纹为0.2dB,截止频率为2.2GBz,组带频率为4.2GHz 时组带最小衰减30dB,输入输出端特性阻抗为50Ω。利用微带实现,基片参数设置为9.66。低通滤波器设计方法包括影像参数法、分布参数法、综合设计法。综合设计法也称为原型设计法,是基于衰减与相移函数,通过网络综合理论先得到集总元件的低通原型电路,之后通过射频结构实现低通原型电路中的元件。低通原型设计步骤为:对归一化频率进行计算,以给定通带和衰减值,查看工程图表,确定元件数目N 及滤波器元件的归一化值,并且确定串并联方式,最后计算所有元件真实值。
2.1 原型滤波器确定
利用Microwave Office 软件中Filter Synthesis Wizard 功能,依次选择切比雪夫式、低通,将上述指标参数输入到参数定义页面中。将原型滤波器设置为集总元件、理想电路模型、电
容输入式。全部实现后,即可生成原型滤波器原理图。
自动杀菌净手器2.2 微带线结构尺寸
使用高低阻抗线进行实现,微带线宽度通过Microwave Office 软件中Txline 直接计算得出,输入基片参数与工作频率,低阻抗线设置为10Ω,得出低阻抗线宽度为10.4;高阻抗线设置为80Ω,得出高阻抗线宽度为0.29mm。
2.3 焊盘设计
在射频电路设计过程中,超高频RFID 读写器射频电路焊盘的设计主要包括:其一,PAD 设计。PAD 为元件物理焊盘,在进行设计的过程中,假如此为正片层,要利用Regular pad 实现连接。相反,假如为负片层,要利用Thermal relief 实现连接,并且利用Anti pad 隔离。其二,其他层设计。焊盘中除了PAD 层,还有预留层、助焊层、阻焊层等。在设计助焊层的过程中要使用钢板实现,和PCB 相应元器件结合实现打孔,这个时候锡膏漏下能够焊接。另外,还要对焊层尺寸进行保证。对阻焊层来说,
其实就是绿油部分,在板子中映射的为露出来的铜皮,为了使其厚度得到增加,要设置阻燃层,使相应要求低饿到满足。预留层的主要目的就是对用户信息进行添加,尺寸和助焊层尺寸一样[2]。
2.4 封装设计
在PCD 设计的过程中,要提前设计各器件封装,使用Allegro 创建封装库,对各部件参数进行检查,之后连接焊盘,最后直接导入。
蒸汽喷嘴2.5 布线设计
在RF 电路设计中,传输线布线方式对射频信号性能有
图1  双通道零中频接收结构
天线接收射频信号,经带通滤波与低噪声放大之后,功分器输出相差90°且功率相等的上下两路射频信号。本振信号也通过功分器划分成为功率相等且相差90°的两路信号。两路信号分别进行混频,通过低通滤波器滤波,输出两路相位相差180°的基带信号,再经差分放大后,信号通过电压比较器转换为数字基带信号 [4]。
2.7 射频发送电路设计
射频发送电路由基带调制、放大与滤波等组成,采用幅度键控调制。图2为调制原理图,通过控制芯片编码信号Signal 先进反向,之后分为两路,一路送到HMC195的第4引脚B,另外一路通过再次反向之后送入到芯片第6引脚A 中,
图2  调制原理图
信号通过调制之后送入到带通滤波器中,的杂波进行滤除,滤波器使用B4637芯片,其属于应用到无线通信与移动通信的低损耗、低功耗的射频带通滤波器,915MHz,通带带宽为26MHz,具有良好的边沿截能够有效滤除滤波器通带范围外信号。过过滤后的信号功率逐渐缩小,要通过功放进行放大,设计中使用MAX2056芯片,此芯片为3 结束语
EDA 技术历经三个发展阶段,早期EDA 软件使工作人员劳动负荷得到降低,使工作效率得到提高,但是自动化比较低。在EDA 不断发展过程中也逐渐成熟,其不再是适应单一工作需求程序软件,而是能够替代大部分人力设计高级软件仿真系统。本文对通信系统主要射频部分的电路进行设计,和实际使用结合表示,此设计实用且有效。
参考文献
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