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1GHz振荡器设计疑问(有图有疑问)

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

各位大侠大牛:


你们好!本来刚刚接触射频半年,小菜一个,最近接触一个1GHz的微波振荡电路的设计,在设计过程中遇到很多问题,由于没有经验,诸多问题无法得到解决。下面我把我整个设计的大致流程记录下来,请各位大侠大牛们指出这个过程中错误的地方,如果加以解决方案,小弟将不胜感激!


第一步:振荡电路图已经设计出来,仿真结果是正确的,如图1所示:





图1


第二步:将电容电感换成murata的电容电感,并加入走线,走线的特性阻抗是50欧姆,长度我就随便定的(这里就是我的一个疑问,这个长度应该怎么确定?我看资料上说是越短越好?),整个电路图如图2。然后进行仿真,仿真结果与图1有差别,但是我觉得由于这些仿真软件考虑了这些电容电感,以及走线长度的影响,仿真结果是比较正确的。



图2

第三步:layout 。根据图2中的电路图进行layout,我自己layout的结果如图3,整个layout连接接地面的走线(红圈标注的走线),我是随便取的,过孔的大小也是随便取的。(问题2就在于我最后的仿真结果是不是和这两个地方的细节有关系?过孔的大小应该为多大为合适?对于这个我是点经验都没有)

图3

第四步:进行联合仿真,仿真电路图如图4所示。仿真结果就不太对。仿真结果的振幅才-19.25dbm,这个结果是肯定不正确的。之后我又画过很多不同版本的,但是仿真都不对,所以我很困惑。我觉得电路图没有问题,主要的问题在于layout的时候,这个电路图应该怎么布局和走线以及接地孔该怎么确定,我想请教各位大侠们一下。



图4

自己顶一个!

如果吧上传的图片改为jpg形式的就更好了

摘自微波上JamesG的解答:
JamesG:传输线的长度显然对仿真结果是有影响的。在仿真的时候必须把传输线当做和电容电感同等重要的元素加以考虑。第一步给予原理图的仿真的结果忽略的传输线的影响,显然参考意义不大。而后面的电路里传输线粗细不一,还有大量丁字形状连接,克肯定会对结果产生巨大影响。小编需要系统学习信号完整性知识。

相躁有点高,应该跟PCB有关!

帮顶!

谢谢小编的耐心回复。对于信号的完整性,我完全没有概念,对于这方面的相关资料,小编有什么可以推荐的资料吗?谢谢~

还请教小编一个问题,对于这样的反馈分压电路结构,如图

,该如何layout以减小T型的使用呢?还有就是我设计电路的思路是先通过schematic,然后再考虑加走线布局这些问题,不知道这样的思路可取不?期待各位大牛的解答,感激不尽!

对信号完整性有问题或有兴趣的朋友,欢迎关注我的新浪微博: JamesG

你在设计电路时器件选用的都是理想模型,而高频下,理想模型和实际模型出入很大,所以你的设计会用问题.这还没有考虑传输线的影响.


首先谢谢JamesG‘的解答,但是我有两个困惑我很久的问题: 1、如果用特性阻抗为50欧姆的微带来实现走线恰当与否?
2、如果我们考虑传输线的影响,走线的长度会对信号的相位有延迟的影响(这是我的理解),对于振荡电路,相位条件受到影响而不满足相位振荡条件的话就不会振荡,那么走线长度应该怎么确定呢?我看到的资料上面说走线长度不能超过1/4波长,但是在1/4波长内,这个具体的值应该怎么确定?有没有相关的准则什么的?有什么关于RF layout的相关资料可以推荐或者分享一下吗?
期待您的回答,谢谢~

在1GHz这个频段,各器件的分布参数,器件间的走线,接地孔等对电路性能的影响不能忽视。
反馈支路中的电容由于其寄生电感的存在,同样,器件间的走线、接地孔在这个频段也都呈感性,这些对振荡器的闭环增益-频率特性、相位-频率特性都会有较大的影响。
这样往往实际做出来的电路,所用器件的参数,和用理想器件仿真出来的电路参数,会有很大的差别。
所以设计时,需要把所有的这些分布参数都考虑进去,这样得出来的仿真结果和实际电路结果才可以基本一致。

加油,小编~ 解决T型layout的方法之一就是走菊花链

感谢您的回答~我还需要加强学习。、

谢谢你的回答~

精彩,我也看看

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这是很正常的现象. 一般电路设计都这样.schematic仿真一切都是完美的;layout仿真,一切都不那么理想了;流片出来之后,什么都不正确了。赫赫。把各种非理想因素的影响想办法在原理图中包括进去,然后适当调整器件参数再次进行schematic仿真。

太好的资料了,必须顶一下,顺便赞信元。

The most obvious point is grounding that you point out.
In the schematic, you use idea ground to do simulation.
In the layout, the ground is not as ideal as what you think. You use a ground plate actually.
I suggest you use ground via in schematic to do simulation. For example, L1 is grounded in the schematic. You change it to add a via then connected the via to ground.Doing this way is bit closed to reality.
Layout is same. For example, L1 is connected to a single ground via, you just need to connect a single ground via to L1. Don't connect the L1 to a ground plate as before.

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