СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2015

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 80 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2015 поведение полупроводникового при- бора, что позволяет более точно син- тезировать УМ. Шаг 1: синтез схемы по уравнениям переходного режима Для создания схемы в САПР ADS вво- дится область возможных значений параметров для безопасной работы синтезируемого устройства, а также значение собственной ёмкости. Затем с помощью ползунковых регуляторов (см. рис. 3) устанавливается частота Рис. 4. Синтезированная идеальная схема 1 ГГц, напряжение источника пита- ния 28 В и выходная мощность 25 Вт. САПР ADS выводит диапазон углов про- водимости, который можно использо- вать для этой схемы. В данном случае он составляет 120–170 . Если угол про- водимости станет меньше 120 , то ВЧ ток превысит предельное значение для устройства. Если угол проводимости превысит 170 , то необходимое значе- ние шунтирующего конденсатора ста- нет меньше собственной паразитной ёмкости устройства. Интерактивность процесса даёт более полное понимание компромиссов и накладываемых огра- ничений, помогая избежать ошибок на последующих этапах проектирования. В рассматриваемом варианте выбира- ется угол отсечки 160 , и мы получаем идеальную схему класса E (см. рис. 4). Шаг 2: проверка схемы с помощью идеализированной модели Целью этой проверки является согла- сование сигналов переменного тока и напряжения, мощности и постоян- ного тока так, чтобы затем схему мож- но было реализовать физически. Всегда полезно сначала проверить схему в иде- альной среде, а уже потом переходить к её реализации на реальных компо- нентах. В данном случае схема про- верялась с помощью простых средств моделирования. Транзистор модели- ровался с помощью ключевого ком- понента и параметров схемы, взятых из инструмента синтеза, а затем выпол- нялось моделирование гармоническо- го баланса. Из графика, изображённо- го на рисунке 5, видно, что результаты моделирования хорошо согласуются с предсказанными. На этом проверка закончена. Шаг 3: параметры тока и напряжения во временно ′ й области ставятся в соответствие импедансу гармоник в заданной частотной области Для создания реального усилителя идеальная схема дополняется физи- Рис. 5. График проверки синтезированной идеальной схемы (сплошные линии на графике соответствуют результатам моделирования, а пунктирные линии предсказаны по уравнениям синтеза; при этом КПД составляет около 99,9 %) © СТА-ПРЕСС