СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2016 IND ID = L1 L = 0.32 nH CAP ID = C1 C = 0.26 pF MSUB Er = 3.66 H = 0.508 mm N = 0.018 mm Rho = 1 Tand = 0.003 ErNom = 3.38 Name = SUB1 PORT P = 2 Z = 50 Ohm PORT P = 1 Z = 50 Ohm SUBCKT ID = S1 NET = "Coax_to_ustrip_deembed_P2" MLIN ID = TL4 W = 1.1 mm L = 13 mm MSTEPS ID = TL6 MSTEPS ID = TL3 MLIN ID = TL5 W = 2.4 mm L = 1.5 mm MLIN ID = TL2 W = 0.3 mm L = 0.31 mm Рис. 4. Цепь согласования для оптимизации перехода коаксиального кабеля в микрополосковую линию Рис. 5. График частотной зависимости модуля коэффициента отражения перехода с учётом согласующей цепи, элементы которой представлены аналитическими моделями (зелёная линия) Рис. 6. График частотной зависимости модуля коэффициента отражения перехода с учётом согласующей цепи в составе 3D-модели (синяя линия) Рис. 7. Визуализация поверхностных токов оптимизированного перехода для рабочей частоты 10 ГГц имеющуюся электромагнитнуюмодель (ЭМ-документ) как обычную подсисте- му. Легко определить, что цепь согла- сования на основе последовательной индуктивности и параллельной ёмко- сти может оптимизировать характе- ристики перехода на частоте 10 ГГц. Последовательная индуктивность мо- жет быть представлена отрезком микрополосковой линии с высоким волновым сопротивлением, в то вре- мя как параллельная ёмкость – отрез- ком микрополосковой линии с низким волновым сопротивлением. Далее про- водится оптимизация геометрических размеров отрезков микрополосковых линий, как это показано на рисунке 4. Последним этапом является пере- нос размеров микрополосковых линий в 3D-модель и запуск симуляции для подтверждения результатов, как пока- зано на рисунках 5 и 6. Из графиков можно видеть, что использование согласующей цепи ока- залось эффективным: модуль коэффи- циента отражения на частоте 10 ГГц составляет менее –20 дБ. Также разработчикам будет полезно посмотреть на визуализацию и анима- цию движения поверхностных токов в переходе на частоте 10 ГГц, как это показано на рисунке 7. В заключение можно сказать, что простая цепь согласования обеспечи- вает переход от коаксиального кабеля в микрополосковую линию с модулем коэффициента отражения менее –20 дБ на рабочей частоте 10 ГГц, ширина полосы согласования составляет при- мерно 2 ГГц. Она легко и надёжно опти- мизируется при помощи стандартных моделей элементов, а также электромаг- нитной модели коннектора. В резуль- тате получается 3D-модель с оптими- зированной топологией, верификация которой проведена посредством элек- тромагнитного анализа. Разнообразные модели переходов от разных коннекторов к разным подлож- кам печатных плат могут быть сохра- нены в библиотеке и использованы в дальнейшем при разработке схем. Интегрированный инструмент полного 3D-электромагнитного анализа позво- ляет хранить все данные в одной про- грамме – NI AWR Design Environment (AWRDE), включая коннекторы, корпу- са элементов и устройств или любые другие 3D-модели объектов. Это исклю- чает неправильное использование моделей, например, применение кон- нектора для торцевого крепления на плату вместо вертикального коннекто- ра. Графическое представление исполь- зуемого компонента сразу же характе- ризует его тип. Данный подход является более удобным, нежели использование простых файлов S-параметров, импор- тированных в AWRDE и не обладаю- щих графическим представлением геометрии модели. Единая среда так- же упрощает процесс документирова- ния, управления версиями и повторно- го использования проекта.