Verteilte Übertragungsleitung, charakteristische Impedanz im AWR-Mikrowellenbüro

Ich versuche, einen verteilten Verstärker zu entwerfen, bei dem die parasitären Kapazitäten eines Kleinsignal-FET-Modells mit Induktivitäten verbunden sind, um eine verteilte Leitung über die Drains und Gates zu bilden, und ich bin frustriert, weil nichts mit dem übereinstimmt, was ich von der Theorie erwarte.

Ich weiß, dass die charakteristische Impedanz meiner beiden Leitungen sqrt (L / C) sein sollte, und ich habe meine Werte als solche gewählt. Meine Eingangsimpedanzen klingeln jedoch immer noch, selbst wenn ich nur eine einfache verteilte LC-Schaltungszelle simuliere für eine Übertragungsleitung, und es gibt keinen Realteil, wie in der Grafik zu sehen ist.

Meine Fragen sind also: Funktioniert die Berechnung der charakteristischen Impedanz in AWR für ein verteiltes Elementmodell einer Übertragungsleitung nicht?

Wenn ich S (5,5) oder S (1,1) messe, ist es bei DC resonant, was sinnvoll ist, weil eine Induktivität bei DC-Frequenzen kurzgeschlossen ist, aber was bedeutet dann die Resonanzfrequenz wc = 1 / sqrt (LC ) bedeuten und welche Bedeutung hat es in den AWR-Simulationen? Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vielen Dank für Ihre Zeit!

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Das ultimative Ziel ist also der verteilte Verstärker, wie er unten erscheint, wo diese Zelle fünfmal wiederholt wird. Die Induktivitäten werden in Reihe addiert, sodass am Ende eine weitere Induktivität mit dem Wert L/2 vorhanden ist, während die Induktivitäten zwischen jeder Zelle den Wert L aufweisen. Die vier Anschlüsse sind alle mit einer Impedanz von 50 Ohm abgeschlossen. Ich habe es vereinfacht, indem ich das Fet-Kleinsignalmodell herausgenommen habe, um die Eingangsimpedanz zu überprüfen.

Mit Klingeln meine ich, dass der Impedanzwert rein imaginär ist und schwingt. Ich schätze, ich bin nicht überrascht, dass einige LC-Schaltungen keine Eingangsimpedanz von sqrt (L / C) geben, aber ich kann mir einfach nicht rechtfertigen, warum sie dieser Beziehung nicht gehorchen, weil sie mit der Länge und Anzahl der Zellen skalieren sollte.

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Ich entschuldige mich wirklich für die schrecklichen Screenshots, ich habe eine Obergrenze dafür, wie viele Bilder ich posten kann.

--edit Also wurde mir klar, dass ich Z (1,1) anstelle von ZIN in AWR gezeichnet habe, was viele meiner Probleme löst, wenn ich verstehe, was ich falsch mache. Aber danke für deine Zeit und deine Gedanken, ich weiß das wirklich zu schätzen!

Was ist "AWR Microwave Office"?
Ich glaube nicht, dass Sie einfach ein paar solcher Induktivitäten und Kondensatoren "einwerfen" und erwarten können, dass sie als Übertragungsleitung funktionieren. Ich habe das Gefühl, du hast keine Ahnung, was du tust! Das Tool wird mit Sicherheit gut funktionieren, aber erwarten Sie nicht, dass Sie es einfach sinnvoll nutzen können, ohne einem Tutorial zu folgen oder das Handbuch zu lesen.
Wenn Sie keine unendlichen LC-Knoten hinzufügen, wird es sich nicht wie eine Übertragungsleitung verhalten. Wenn Sie vielleicht 100+ hinzufügen, sehen Sie möglicherweise eine gute Annäherung (so sehen Dinge wie LTSpice aus), aber in keiner Weise wird es genau sein. Verwenden Sie die eingebauten Übertragungsleitungen.
Ein einzelner L/R wird eine Übertragungsleitung nicht angemessen simulieren, dennoch erzeugt Ihre erste LCR-Schaltung eine TF zweiter Ordnung mit ζ = 0,5 die Resonanzspitze beträgt also nur 15 %. Bist du sicher, dass du C mit lädst? 50 Ω ? Ist die Verbindung zum Ausgangsterminal des Ports korrekt?
@TomCarpenter, meiner Erfahrung nach sind Hunderte von Abschnitten nicht erforderlich, und selbst 4 oder 5 LC-Abschnitte reichen aus, um ein Verhalten zu sehen, das sich einer Übertragungsleitung annähert.
OP, was Sie in Ihrem Diagramm zeigen, ist kein "Modell mit verteilten Elementen", sondern ein ungefähres Modell einer Übertragungsleitung, das auf diskreten Elementen basiert. Wenn Sie ein verteiltes Modell testen möchten, sollten Sie das von Ihrem Tool bereitgestellte Übertragungsleitungsmodell verwenden (ich gehe davon aus, dass ein solches Modell in einem Tool namens "Microwave Office" existiert, aber ich habe dieses Tool nie selbst verwendet).
Mir ist nicht klar, was Sie mit "Klingeln in meinen Eingangsimpedanzen" oder "resonant bei Gleichstrom" meinen. Wenn Sie diese Dinge näher erläutern können, ist es möglicherweise einfacher zu verstehen, was Sie fragen.
@The Photon Es gibt ein Übertragungsleitungsmodell, aber der Sinn dieser Übung bestand darin, zu sehen, wie die parasitären Kapazitäten des Kleinsignalmodells zu unserem Vorteil genutzt und in das Verstärkerdesign integriert werden können, indem Übertragungsleitungen aus Ls und Cs hergestellt werden im Abfluss und Tor – ist das sinnvoll? Die Frage wurde bearbeitet, um das Diagramm der Eingangsimpedanz anzuzeigen. Mit resonant bei DC meine ich, dass der Eingangsreflexionskoeffizient -80 / inf dB bei 0 beträgt, aber ich hatte erwartet, dass bei der Grenzfrequenz wc = 1 / sqrt (LC) etwas passiert.

Antworten (2)

Verteilte Verstärker, wie Sie sie gebaut haben, sollten sowohl in der Theorie als auch in der Praxis überzeugen. Damit sie ohne Klingeln funktionieren, benötigen Sie ein "m-derived network". Alte Tek-Handbücher aus der Röhrenzeit zeigen, wie.

Siehe zum Beispiel hier http://w140.com/tekwiki/images/3/36/545a_vert.png

Die in der Mitte angezapften Induktivitäten sind der Schlüssel. Google "t Spulennetzwerk" oder "m abgeleitetes Netzwerk" für die Konstruktionsgleichungen.

Ich beziehe mich auf eine der angezapften Induktivitäten im Tektronix-Schaltplan. Für eine Impedanz von Z = 1 und eine Fet-Kapazität von C = 1 müssen wir jede Hälfte der Induktivität 1/3 und die Gegeninduktivität m = 1/2 betragen. das ergibt eine 3-dB-Bandbreite von B = 2,7 und eine Anstiegszeit tr = 0,79. Theoretisch versteht man eine Kapazität von C/12 von Ende zu Ende des Abgriffinduktors.

Wenn also beispielsweise Z = 50 R und C = 1,5 pF, erhalten wir eine Induktivität von 1,25 nH, m = 1,875 nH, B = 5,7 GHz und tr = 59 ps. Das Überschwingen beträgt weniger als ein Prozent.

Sie müssen Ihre Shunt-Kondensatoren am Ende Ihres TL C / 2 sein, um die Einheitszellen symmetrisch zu machen c / 2--L--C--L--C--L--C/2

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