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射頻/無線  

應用於高整合RF模組的平衡-不平衡轉換器設計

上網時間: 2011年08月02日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:巴倫  混頻器  不平衡轉換器  HBT  馬卡德巴倫 

模擬結果

該巴倫模擬佈局設置為三埠結構,埠1 = 50Ω,埠2和埠3= 25Ω,如圖4所示。


模擬結果正如所預期的:不平衡埠1匹配,在頻段中心測到回波損耗-53dB。S21和S31平衡,在頻段中心測到-3dB。S22和S33單端回波損耗和交叉耦合參數S23和S32在頻段中心測到-6dB。結果如圖5所示。


由於Ang[ S(2,1)] 與Ang[S(3,1)]間的相位差為180度,相位平衡也如同先前預期,如圖6所示。


接著,巴倫佈局設置為兩個埠,其中埠2和埠3設置為單差動埠,如下圖7所示。


模擬結果同樣如預期:不平衡埠1匹配,在頻段中心測到回波損耗(S11)為-53dB。S21單端轉差分直通電路在頻段中心測到低回撥損耗。圖8表示差動埠在頻段中心測到的回撥損耗(S22)為-35dB。


FastEM模擬利用IE3D能力參數化建模結構的關鍵性能和重要的幾何圖形,並完整表徵用戶所選頻率範圍內的結構。該特徵數據保存在FastEM資料集中,使用戶能夠對結構進行即時EM調諧;並且更重要的是,在用戶輸入目標電性能後,IE3D可以自動確定最佳幾何結構並為該結構設置所需的S參數。使用FastEM排除最佳佈局以外的其他方案,以滿足理想的性能目標。

在定義調諧變量後,FastEM模擬可取得一系列模擬結果。然後,用戶可打開FastEM設計套件進行即時調諧和最佳化等,如圖9所示。


圖9:使用IE3D進行 FastEM模擬時,用戶可透過行動滑桿控制調諧變量,以進行即時EM調諧。

圖9表示參數化的馬卡德巴倫結構和FastEM模擬中定義的三個單獨調諧變量(滑桿)。設計人員可透過分別移動滑桿實現即時EM調諧,並看到幾何圖形和S參數模型曲線的相對動態變化。即時EM調諧協助設計者更能理解結構性能中每個參數的效應,以便改善原先的佈局架構。

一旦設備架構最終定案,其他設計者可分享該FastEM資料集,獲得設備架構師的EM專業知識,從而達到再利用的效果。透過最佳化對話,其他設計師可指定特殊的性能需求,然後確定滿足該性能目的的最佳佈局與S參數位類比型模型。在同一家公司內,對於共用的被動設計結構,如電感器、巴倫、過濾器和變壓器等,這種方法使計劃流程再利用更為簡單化。

結論

巴倫在高頻電路設計方案扮演非常重要且有用的被動支援電路。最常見的應用是將不平衡或單端電路連接到平衡或者差動電路上。此外,作為IP再利用策略的一部份,設計者透過IE3D的FastEM性能可獲得設備架構師的EM設計專業知識,將傳統的‘佈局模型分析重複’設計流程進行最佳化。對於一款適用HBT和PHEMT推挽放大器、平衡式混合器或者其他眾多應用程式的特定馬卡德巴倫,有助於使用戶快速地決定最佳化實體佈局。


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