Text
                    УДАЧУ!
Фриск
Использование пакета Microwave Office
для моделирования электрических цепей
ь
на персональном компьютере
\ LeWOeJJ^
Очередной бестселлер по теории цепей
Как переложить сложные расчеты


В. В. Фриск ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Использование пакета Microwave Office для моделирования электрических цепей на персональном компьютере Рекомендовано УМО по образованию в области телекоммуникаций в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров 554000 Телекоммуникации Москва СОЛОН-Пресс 2004
УДК 621.3 ББК 32.88.01 Ф 89 В. В. Фриск Ф89 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ. Использование пакета Microwave Office для моделирования электрических цепей па персональном компь- ютре. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 160 с.: ил. — (Серия «Библиотека студента»), ISBN 5-98003-163-4 Рецензенты: Р. Б. Мазепа, профессор (МАИ) В. И. Сивов, доцент (АГЗ) Книга «Использование пакета Microwave Office для моделирования электрических цепей на персональном компьютере» является продолжением комплекса по курсу «Основы теории цепей» и предназначена для использования с учебными пособиями Фриск В. В. «Основы теории цепей», «Лабораторный практикум на персональном компьютере» и «Сборник задач с примерами приме- нения персонального компьютера». В ней собраны примеры для их самостоятельного повторения на персональном компьютере, способствующие как более глубокому освоению курса ОТЦ, так и совершенствованию навыков применения инженерных пакетов схемотехнического моделирования. Для студентов, бакалавров и аспирантов высших учебных заведений (университетов связи), инженерно-технических работников, также будет полезна учащимся техникумов и колледжей связи всех специальностей. КНИГА - ПОЧТОЙ Книги издательства «СОЛОН-Пресс» можно заказать наложенным платежом по фиксированной цене. Оформить з^каз можно одним из двух способов; 1. послать открытку или письмо по адресу: 123242, Москва, а/я 20; «. 2. передать заказ по электронной почте на адрес: magazin@solon-r.ru. Бесплатно высылается каталог издательства по почте. При оформлении заказа следует правильно и полностью указать адрес, по которому должны быть вы- сланы книги, а также фамилию, имя и отчество получателя Желательно указать дополнительно свой те- лефон и адрес электронной почты. Через Интернет Вы можете в любое время получить свежий каталог издательства «СОЛОН-Пресс». Для этого надо послать пустое письмо на робот-автоответчик по адресу: kalalog@solon-r.ru. Получать информацию о новых книгах нашего издательства Вы сможете, подписавшись на рассылку новостей по электронной почте. Для этого пошлите письмо по адресу: news@solon-r.ru. В теле письма должно быть написано слово SUBSCRIBE. По вопросам приобретения обращаться: ООО «Альянс-книга» Тел: (095) 258-91-94, 258-91-95, www.abook.ru Фирменный магазин издательства «СОЛОН-Пресс» г. Москва, ул. Бахрушина, д. 28 (м. Павелецкая кольцевая). Тел.: 959-21-03, 959-20-94. ул. Бахрушина 28 ISBN 5-98003-163-4 © Макет и обложка «СОЛОН-Пресс», 2004 © В. В. Фриск, 2004
Предисловие Данная книга является продолжением трех учебных пособий Фрищ В. В. «Основы теории цепей» (М.: РадиоСофт, 2002), «Основы теории це пей. Лабораторный практикум на персональном компьютере» (М.: СО ЛОН-Р, 2002) и «Основы теории цепей. Сборник задач с примерами при менения персонального компьютера» (М.: СОЛОЦ-Р, 2003). Цель работы — дать студентам начальные сведения по моделировании электрических цепей на персональном компьютере с помощью современ ного пакета Microwave Office 2002 и побудить их к самостоятельному при менению персонального компьютера для анализа электрических цепей.
Введение Основываясь на новейших технологиях, американская компания Appli- ed Wave Research (AWR) (www.appwave.com) выпустила в 2002 году на ры- нок систем автоматического проектирования очередную версию своего программного продукта под названием Microwave Office 2002 Version 5.51. Данное программное, обеспечение представляет собой мощный, быст- рый, довольно точный, достаточно простой и удобный инструмент проек- тирования высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) устройств. В настоящее время Microwave Office является одним из самых популярных пакетов проектирования СВЧ-устройств. С помощью персонального компьютера и пакета Microwave Office мож- но выполнить анализ пассивных и активных, линейных и нелинейных электрических цепей, моделировать многослойные объемные электромаг- нитные структуры, проектировать топологии планарных СВЧ-устройств. Синтезировать фильтры не только на сосредоточенных элементах, но и на микрополосковых линиях, моделировать прохождение цифровых сигналов через системы, построенные из функциональных блоков, и многое другое. Данный пакет включает в себя: • одночастотный и многочастотный методы гармонического баланса для анализа нелинейных схем; • анализ на основе рядов Вольтерра; • анализ смесителей; • высокоскоростной метод линейного анализа; • высокоскоростной метод анализа шума; • интегрированную систему ввода схем со встроенной поддержкой файлов описания систем SPICE и MMICAD. Особенно рекомендуется использовать Microwave Office студентам, изу- чающих основы теории цепей (ОТЦ) по темам: «Частотный анализ», «Цепи с распределенными параметрами» и др. Требование к компьютеру Требование к персональному компьютеру: 200 МГц Пентиум, 64 Мб ОЗУ, 200 Мб свободного пространства на жестком диске, операционная система Windows 98/Me/2000/NT/XP. В данном случае программа была установлена на персональный компь- ютер: тип компьютера: ноутбук; процессор: х86 Family 6 Model И Stepping 1 Genuinelntel -1197 МГц; полный объем физической памяти ОЗУ: 256,00 МБ; имя ОС: Microsoft Windows ХР Home Edition. 4
Установка программы microwave ицice Установка программы Microwave Office Перед установкой программы рекомендуется зайти на сайт поддержки Microwave Office (http://www.mwoffice.com) и скачать файлы с документа- цией Installation Guide (Руководство по установке), Getting Started Guide (Руководство по началу работы) и другие полезные файлы. Также посети- те российские ресурсы: http://frisk.newmail.ru/; http://www.eltm.ru/; http://www.rodnik.ru/. Установка программы Microwave Office обычно не вызывает особенных затруднений. Инсталляция Вынуть из книги Getting Started Guide (Руководство по началу работы) CD-диск Program Disk Version 5.51 и вставить его в свой CD-ROM. Прои- зойдет автозапуск (рис. В.1). Выбрать Install (инсталляция) Microwave Office. Появится окно AWR Design Environment 2002 Installation (рис. В.2). Выбрать Express Installation (Быстрая установка). Нажать кнопку Next (Далее). Ознакомиться с лицензией. По данной лицензии можно свободно ра- ботать с программой не более 30 дней (рис. В.З). Install Microwave Office Install Libraries Browse CD Contents Gett nq Started / Installation Guide View Release Notes '' Install Adobe® Acrobat® . ‘ '* -JX* Contact US Exit Рис. В. 1 Рис. B.2
нвеоение Рис. В 3 Нажать кнопку Next (Далее). Оставить предлагаемую папку для инсталляции программы (рис. В.4). E^AWR Design Environment 2002 Installation X Please select the directory where the AV/R Design Environment 20D2 files are to be installed. Select Destination Directory C:\Program Files\AWR\MV/02002 Browse <Back IГ Next > j Cancel Рис. В. 4 Нажать кнопку Next (Далее). Проверка объема свободной памяти на жестком диске (рис. В.5). Если свободного места на жестком диске достаточно (Disk Space Requi- red < Disk Space Remaining), то нажать кнопку Next (Далее). Завершить установку Microwave Office и запустить инсталляцию компо- нентов библиотек (рис. В.6). Нажать кнопку Finish (Завершить). Запустить инсталляцию библиотек (рис. В.7). Нажать кнопку Next (Далее). 6
и нс тилллция Н AWR Design Environment 2002 Installation X Ready to Install! You ate now readv to install AWR Design Environment 2002. Press the Next button to begin the installation or the Back button to re-entei the installation information. D isk S pace Required. 66963 к Disk Space Remaning: 20197170 к < Back J Cancel | Рис. В. 5 H AWR Design Environment .2002 Installation X Installation Completed! AWR Design Environment 2002 has been successfully installed. Press the Finish button to exit this installation. AWR Design Environment 2002 includes parts libraries containing thousands of components for the linear and nonlinear simulators. These libraries may be selected now, or may be installed later by running LIBSETUP.EXE from the AWR Design Environment 2002 CD. Would you like to install some of the component libraries now? P Run linear/nonlinear component library installation 11 finish Рис. B.6 Рис. B.7
Введение Рекомендуется оставить предлагаемую папку и выбрать все библиотеки (рис. В.8). Microwave Office 2001 Libraries Installation [Xj Select Destination Directory Please select the directory where the Microwave Office 2002 Libraries files are to be installed. Г ~~ ' ---------------------7! । C:\PiograrnFiles\AWRKMW02002 Browse I Installation Type The complete library set comprises over 20,000 fifes. If disk space is an issue, only install specific vendors. install AN Ubraries <“ Install Specific Vendor Libraries < Back | Next > I Cancel Рис. B.8 Нажать кнопку Next (Далее). Проверка объема свободной памяти на жестком диске (рис. В.9). Microwave Office 2002 Libraries Installation xj Ready to Install! You are now ready to install Microwave Office 2002 Libraries. Press the Next button to begin the installation or the Back button to reenter the installation information. Note: If you are installing onto a FAT10 volume, the selected libiaiy files may lake up niuuti muic space than esliinated. Disk Space Required Disk Space Remaining: 172735 k ! 20078148 k ! < Back fa Next > ” |l Cancel Рис. B.9 Нажать кнопку Next (Далее). Завершить установку библиотек (рис. В. 10). Нажать кнопку Finish (Завершить). На вашем рабочем столе появятся несколько ярлыков программы Microwave Office (рис. В. 11). AWR Design Environment — среда проектирования Microwave Office; Help — AWR Design Environment — файл справки; Known Issues — AWR Design Environment — решение некоторых проблем; 8
VI. *3 Microwave Office 2002 Libraries Installation[x| Installation Completed! The Microwave Office 2002 Libraries has been successfully installed Press the Finish button to exit this installation. Рис. В. 10 Рис. В. 11 Check for Update — AWR Design Environment — обновление программы; What's New in 2002 — AWR Design Environment — что нового в Micro- wave Office 2002. Запуск программы Microwave Office Для того чтобы начать работу с Microwave Office, щелкните кнопку Пуск на рабочем столе Windows ХР. Выберите команду Все програм- мы/AWR Suite 2002/ Microwave Office. Появится главное окно программы, если программа зарегистрирована, слегка похожее на проводник Windows (рис. В. 12). При первом запуске программа выдаст окно AWR License Configuration с кодом Host ID. Этот код нужно отослать в фирму и получить регистраци- онный код. После ввода регистрационного кода Get an Evaluation License программа готова к работе. Одновременно всплывет окно Tip of the Day (Совет дня) (рис. В. 13). Для просмотра этих советов нажать кнопку Next Tip (Следующий совет). Чтобы советы дня больше не появлялись при старте программы, уберите галочку у Show tips at startup (Показывать советы после старта). Все советы, их 55 штук, находятся в файле TipOfDay.ini. Вы можете от- крыть его стандартной программой Блокнот и сделать перевод с англий- ского на русский язык. 9
Рис. В. 12 Рис. В. 13 / Для перехода к программе нажмите Close (Закрыть). Обратно вызвать советы можно командой Help/Tip of the Day. Очень полезно, перед тем как начать работу, познакомиться с возмож- ностями данной версии, для чего нажмите клавишу помощи F1. В появив- шемся окне Mwo_Help наведите курсор мышки на знак больше «>» (рис. В. 14) и, щелкая левой кнопкой мыши, совершите «путешествие» по этому файлу помощи. Особенно внимательно стоит просмотреть каталог элементов (Element Catalog). Рассмотрим меню и инструментальную панель (рис. В. 15). Назначение активных кнопок можно узнать, подведя курсор мыши к выбранной кноп- ке и задержавшись на несколько секунд. Например, курсор на кнопку с молнией, появится надпись Analyze (Анализ) (рис. В. 16), а ниже закладок пояснение Run the simulation (Пуск анализа) (рис. В. 17). Остальные кнопки на инструментальной панели являются стандартны- ми для интерфейса Windows (рис. В. 18). 10
Mwo_Help Скрыть Назад Печать Содержание । указатель | Пот * I > -I IjJ Microwave Office 2002/Visual ♦ What's New in 2002? Getting Started Guide । st. $r MWO User Guide Параметры MWO Element Cataioi !♦: MWO Measurement Referei К VSS System Block Catalog +, VSS Measurement Referem MWO Element Catalog Microwave Office Element Catalog VS.5, May 2002 Applied Wave Research, Inc. 1960 E. Grand Avenue, Suite 430 El Segundo, CA 9024S Phone 310.726.3000 Fax 310.726.300S Website www.mwoffrce.corr. Рис. В. 14 Моделирование Файл Проект / Параметры Окно Справка Дс—V--------к___-------------------------- E.ile Project Simulate Options V^indow tie Ip I Открыть проект Новый проект Т------Анализ L-Добавить график I—Новая схема -Новое ЕМ моделирование Рис. e. is Help Analyze Proj / Elem / Var / Layout / Run the simulation ^-Вырезать — Удалить ^Сохранить проект Рис. В. 16 Рис. В. 17 Рис. В. 18 11
Рассмотрим более подробно закладки рис. В. 17. Закладка Proj Project View — окно просмотра проекта несет полную законченную иерархическую структуру проекта (рис. В. 19). Untitled Project - Microwave Office File Project Simulate Options Vjiindow Help , □ tSBjX л «’d&ft й| V, kJ Design Notes ......—... £3 Project Options-------- iLll Global Definitions LJ Data Files-------------। Circuit Schematics— I H EM Structures-------------- = л & Conductor Materials : - ЬШ Output Equations---- 121 Graphs 1 О Optimizer Goals- rzJ Yield Goals---- Output Files P-Текстовый редактор для комментариев Использование внешних файлов данных S- Схемы проекта Использование электромагнитных структур . Использование проводящих материалов Plot I Elarr / Vat / layfc* / s—I *—rЗадание выходных выражений —I 1—Графики проекта 1--Задание целей оптимизации ----Статистический анализ I । Создание выходных файлов Скрипты Visual Basic .+; Й Scripting- Рис. В. 19 Закладка Elem (Element Browser — просмотр элементов). Закладка Var (Variable Browser — просмотр величин элементов). Закладка Layout (Layout Browser — топология). 12
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Элементы с сосредоточенными параметрами Рассмотрим модели основных элементов электрических цепей, приня- тые в Microwave Office. Начнем с резистора R (рис. 1.1), катушки L (рис. 1.2) и конденсатора С (рис. 1.3). По умолчанию (Default) сопротив- ление измеряется в омах (Ohm), индуктивность в нГн (пН), емкость в пФ (pF). Этот набор единиц измерений может быть изменен. Графические изображения резистора и катушки индуктивности, как видно из этих рисунков, не совпадают с обозначениями по ГОСТу, но, по словам вице-президента Теда А. Миракко (Ted A. Miracco), фирма AWR готова предоставить необходимый графический редактор элементов. Для обозначения входов и выходов цепи используется элемент, называ- емый порт (PORT) (рис. 1.4) и имеющий собственное сопротивление Z. Резистор (сокращенная форма): RES Катушка (сокращенная форма): IND Графическое обозначение Графическое обозначение Параметры Параметры Name | Description | Unit Туря |Default | Name | Description | Unit Type |Default | I ID Name_______Text_____[R1 | R [Resistance | Resistance 11 Ohm Функция Идеальный резистор ID [Name_________Text_______L1 L [inductance [inductance 0 nH Функция Идеальная катушка индуктивности Рис. 1.1 Рис. 1.2 Порт цепи: PORT Конденсатор (сокращенная форма): САР Графическое обозначение Параметры Name | Description [ Unit Type [Default] ID Name_________Text________C1 C [Capacitance [Capacitance | 0 pF Графическое обозначение Параметры Функция Пассивный элемент окончания цепи с выходным сопротивлением z. Номер порта р устанавливается автоматически Рис. 1.4 Функция Идеальный конденсатор Рис. 1.3 13
Частотные характеристики простейших цепей В Microwave Office встроены различные функции цепи. Рассмотрим комплексную передаточную функцию по напряжению электрической цепи (ЭЦ) (рис. 1.5): Рис. 1.5 где Ys — комплексное напряжение источника напряжения; Y — комплексное напряжение на входе ЭЦ; Уо — комплексное выходное напряжение; Z| — сопротивление входного порта I; Z2 — сопротивление выходного порта 2. Комплексная передаточная функция напряжения VSG, определяемая как отношение выходного напряжения к напряжению источника (Voltage Gain from Input Voltage Source): VSG = Vo/Vs. Комплексная передаточная функция напряжения VTG, определяемая как отношение выходного напряжения к входному напряжению (Voltage Gain from Input Terminal): VTG = Vo/Vi. Например, пусть Zl = Z2 = 50 Ом, R1 = 25 Ом (рис. 1.6). Найти VSG и VTG. Решение. Из ОТЦ известно, что КУС = ------=------—------= 0,4 ----- Es z, + /?, + Z2 50 + 25 + 50 Следовательно модуль передаточной функции VSG будет равен VSG = IVSGI = 0,4. 14
VTG = ^- =---------2-— = ..= 0,667 ----- Е,- R, +Z, 25 + 50 ’ Следовательно, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) или мо- дуль передаточной функции VTG будет равен VTG - |VTG| = 0,667. Проверим наш расчет с помощью Microwave Office. Пример 1.1. R-цепь Шаг 1. Начать новый проект Если программа Microwave Office еще не открыта, запустить ее. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например R, и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) (рис. 1.7). Рис. 1.7 В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.8), ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Attenuator (Атте- нюатор). Далее нажать ОК. Аналогичных результатов можно добиться, нажав на линейке инстру- ментов кнопку New Schematic (Новая схема) (рис. 1.9). Рис 1.8 15
Рис. 1.10 Рис. 1.9 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Attenuator (Аттенюатор) (рис. 1.10). Шаг 3. Активизация окна просмотра элементов Щелкнуть на закладке Elem, на «+» у Lumped Element и на Resistor. Внизу данного окна появится список резистивных элементов (рис. 1.11). Нас будет интересовать идеальный резистор RES. Рис. 1.11 Шаг 4. Размещение элементов схемы Выделить элемент RES (рис. 1.11), щелкнув на нем левой кнопкой мыши. Удерживая левую кнопку нажатой, перетащить этот элемент на поле схемы. При этом у курсора мыши появится знак плюс. Отпустить ле- вую кнопку мыши. Теперь элемент будет следовать за курсором мыши. Выбрать место размещения элемента и щелкнуть левой кнопкой мыши. Резистор будет размещен на схеме (рис. 1.12). Обратите внимание, что ре- 16
пример л .1 . зистор еще будет выделен, на что указывают четыре квадратика вокруг него. Снять выделение, щелкнув левой кнопкой мыши вне элемента. Рис. 1.12 Шаг 5. Добавление портов Это можно сделать несколькими способами: через команды меню Sche- matic/Add Port (рис. 1.13), нажав на инструментальной панели кнопку Add Port (рис. 1.14) или просто одновременно нажать на клавиатуре клавиши Ctrl + Р. В результате появится графическое обозначение порта и ему будет при- своен номер первый (р = 1). Уста- новить данный порт возле резисто- ра, как показано на рис. 1.15. R.emp - Microwave Off ice Рис. 1.14 Into Lint File Edit j Draw View Project Add Ground Ctrl+G R Add Port Ctrl+P И Add Subcircuit KVi+K J Add Equation Xe f Add Text CtrlX I Рис. 1.13 PORT RES P=1 ID=R1 Z=50 Ohm R=1 Ohm Рис. 1.15 Шаг 6. Поворот элементов Для завершения схемы следует добавить второй порт, для чего одновре- менно нажать на клавиатуре клавиши Ctrl + Р. Появится изображение второго порта (р = 2), «привязанное» к курсору мыши. Каждый щелчок правой кнопкой мыши поворачивает изображение порта на 90°. Устано- вить второй порт возле резистора, как показано на рис. 1.16. 17
1. fVlUUt^JlU-pUOLLnu.^ .. . .....l .......... w ....., IL >.,hLi . — - PORT P=1 Z=50 Ohm RES ID=R1 R=1 Ohm Рис. 1.16 PORT P=2 Z=50 Ohm Шаг 7. Перемещение пояснительного текста по схеме Для лучшего восприятия схемы пояснительный текст возле элементов можно перемещать. Для этого достаточно щелкнуть на самом тексте и пе- ретащить его в нужное место. Например, переместить текст второго порта над ним можно так, как показано на рис. 1.17. PORT р=1 Z=50 Ohm RES ID=R1 R=1 Ohm PORT P=2 Z=50 Ohm РИС. 1 17 Шаг 8. Соединения элементов проводником Чтобы соединить первый порт с левым выводом резистора R], нужно использовать средство трассировки. Подвести курсор мыши на изображе- ние «х» порта 1. Ждать, пока курсор превратится в спиральку Щелкнуть левой кнопкой мыши и тащить пунктирную линию к знаку «х» R]. Щелкнуть еще раз, и знаки «х» превратятся в зеленые квадратики, появится красная линия, соединяющая эти элементы. Аналогичным обра- зом соедините R] со вторым портом (рис. 1.18). Для отмены прорисовки пунктирной линии можно нажать на клавиату- ре клавишу Esc. Красную линию можно удалить, щелкнуть на ней и на- жать на клавиатуре клавишу Del PORT р=1 Z=50 Ohm RES ID=R1 R=1 Ohm PORT P=2 Z=50 Ohm Рис. 1.18 18
пример i.i. к-цепь jjjar 9. Редактирование параметров элементов Изменить сопротивление резистора R( с 1 на 25 Ом. Навести курсор на g = 1 и щелкнуть два раза. В появившемся окне редактирования ввести число 25 (рис. 1.19), нажать на клавиатуре клавишу Enter или щелкнуть Бне резистора. Полученная схема идентична цепи рис. 1.6. PORT RES Р=1 ID=R1 _ Z=50 Ohm. R^25| Рис. 1.19 PORT P=2 Z=50 Ohm Шаг 10. Задание диапазона частот Для задания рабочего диапазона частот следует перейти обратно в про- ект, для чего щелкните закладку Proj внизу основного окна рис. 1.20. Навести курсор мышки на Project Options (Параметры про- екта), вверху окна просмотра, и дважды щелкнуть левой кнопкой мыши (рис. 1.20). Появится форма Project Options (рис. 1.21). Ввести начальную частоту 1 ГГц в окне Start (GHz), конечную час- тоту Ю ГГц в окне Stop (GHz) и шаг 1 ГГц в окне Step (GHz). Щел- кнуть на кнопке Apply (Применить). В окне Current Range (Текущий диа- пазон) появятся отсчеты заданного Диапазона. Поменяем гигагерцовый Диапазон на килогерцовый. Для этого нужно щелкнуть на закладке Global Units (Глобальные единицы). В окне Frequency задать кГц (kHz). Нажать ОК. Вызвать вновь форму Project Op- tions и нажать кнопку Apply (При- менить). Диапазон частот теперь будет килогерцовым (рис. 1.23). Нажать ОК. WH R.emp - Microwave Offi File Edit Schematic Draw View Pr ”~ ......... г BJ Design Notes ; Project Options *4 ® Global Definitions Й ЁЗ Circuit Schematics 5! Attenuator R EM Structures l+i- Conductor Material Output Equations B-O VSG ® Attenuator: | VS В S3 VTG 3 Attenuator: | VT K>l Onti !F Goals U fl $ Proj ГЁТет } Vat / Layout / J! । »i < Рис. 1.20 19
Рис. 1.21 Рис. 1.22 Рис. 1.23 20
пример 1.1. R-цепь ц1аг 11. Добавление графиков Для построения графиков модулей передаточных функций напряжений от частоты VTG(f) и VSG(f) в проект нужно добавить графики. На инстру- ментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить график) и щелкнуть по ней (рис. 1.24). Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 1.25). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- вое название графика, например, VTG. Нажать ОК. В результате появится пустое окно (рис. 1.26). Аналогично добавить график VSG (рис. 1.27). Обратите внимание, что в окне проекта появятся названия этих графиков (рис. 1.28). Create Graph Graph name r-Graph Type Microwave Office Rectangular Smith Chart я View Project Simulate Options Window tes itions initions |Add Graph] Рис. 1.24 f Polar О Histogram C Antenna Plot C Tabular O’ Constellation Рис. 1.25 Рис. 1.26 21
Рис. 1.27 File Edit Graph View Project Sit <1 Design Notes @0 Project Options ! [±£| Global Definitions О Data Files Й ЁЕ1 Circuit Schematics P*?! Attenuator F-|we| em Structures W S Conductor Materials , (*zl) Output Equadons Ё Щ Graphs :-0VSG .................... L0VTG ................. г E3 Optimizer Goals S Yield Goals Рис. 1.28 Шаг 12. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для этих графиков. Навести курсор на строку VSG рис. 1.28, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measure- ment (Добавить вычисление) рис. 1.29. Появится следующая форма (рис. 1.30). 22
пример 1.1. к-цепь File Edit Project Simulate Options Window AddMaasuremem.. Delete Graph Rename Graph... K| Design Notes L-t Project Option^ S Global Definitions £□ Data Files Й- £1 Circuit Schematics 1-1 ЁИ EM Structures St tS? Conductor Materials fell Output Equations El Graphs ' E21 Optin' Duplicate as Change Type to ® Yield । : GJOutpi. ® S Wizar Ё® Script Collapse All Expand All Рис. 1.29 Рис. 1.30 В окне Meas. Туре (Тип вычислений) выбрать Linear Gain (Коэффициент Для линейной цепи). В окне Measurement (Расчет) выбрать VSG. Если вы забыли, что такое V$G, то нажмите кнопку Meas. Help. В окне Data Source name (Название источника данных) выбрать Attenua- tor. Ввести в окнах То'port — 2, From port — 1. Нажать кнопку Apply (При- Менить). Нажать кнопку ОК. Повторить этот шаг для вычисления VTG (рис. 1.31). Нажать кнопку Apply (Применить). Нажать кнопку ОК. 23
1. Моделирование линейных &лек.гг1рич.еил,и.л цсиси о lutmuiiw.M»-------------------------- Рис. 1.31 Шаг 13. Анализ цепи Начать расчет, нажав на инструментальной панели кнопку Analyze (Анализ), которая выглядит похожей на след молнии (рис. 1.32). Project Simulate Options Window Help iW- й й ш ю о Ш Analyze Рис. 1.32 Построятся графики. Из графика рис. 1.33 хорошо видно, что VSG - 0,4 для всех частот, что совпадает с данными, приведенными в примере SG = 0,4). Рис. 1.33 24
Пример 1.1. R-цепь Навести курсор на график VTG, щелкнуть правой кнопкой мыши и в появившемся меню выбрать команду Add Marker (Добавить маркер) (рис. 1.34). Рис. 1.34 Курсор мыши превратится в «+». Навести его на точку графика и щел- кнуть левой кнопкой мыши. На графике появится маркер с указанием ча- стоты и значения VTG (рис. 1.35). Рис. 1.35 Из этого графика (рис. 1.35) видно, что VTG = 0,66667 для всех частот, что хорошо совпадает с данными, приведенными в примере (VTG = ’667). Обратите внимание на то, что внизу рабочего поля отображаются к°ординаты курсора (рис. 1.36). |‘5.0066 I 0.6667 Рис. 1.36
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Шаг 14. Форматирование графика Построенные графики можно форматировать, например, изменить максимальную частоту на оси частоты. Для этого дважды щелкните на ле- генде графика рис. 1.35. Появится форма Graph Properties (Параметры гра- фика). Снимите галочку с Auto limits (Автоматическое масштабирование). В окне Maximum (Максимум) вместо 10 кГц введите 9 (рис. 1.37). Рис. 1.37 Нажать кнопку Apply (Применить). Нажать ОК. Построится следующий график с максимальной частотой 9 кП (рис. 1.38). Рис. 1.38
Пример 1.1. R-цепь Изменить шаг частоты с 2 кГц на 1 кГц. Для этого дважды щелкнуть на легенде графика рис. 1.40. Появится форма Graph Properties (Параметры ррафика). Щелкнуть на закладке Divisions (Деления). Убрать галочку у Auto divs. (Автодел.). Ввести в окне Step (Шаг) 1, как показано на рис. 1.39. Рис. 1.39 Нажать кнопку Apply (Применить). Нажать ОК. Построится график с шагом 1 кГц (рис. 1.40). Остальные закладки форматирования графика предлагается освоить чи- тателю самостоятельно. Рис. 1.40
1. Моделирование линейных: электрических цепей в частотной области Шаг 15. Подстройка В Microwave Office встроена возможность изменять в некоторых преде- лах параметры элементов и следить, как это отражается на графиках. На рабочем столе расположите схему аттенюатора Windows/Attenuator. Для того чтобы выбрать конкретный параметр элемента для подстрой- ки, нажать кнопку на инструментальной панели, которая похожа на от- вертку Tune Tool (Инструмент подстройки) (рис. 1.41). Курсор примет вид отвертки с «+». Затем навести «+» на 25 Ohm — значение параметра резистора R1, при этом вокруг «+» появится круг с дугой и ручка отвертки потемнеет. Щелкнуть левой кнопкой мыши. Вы- бранный параметр для изменения станет синим. Аналогично выбрать параметры 50 Ohm первого и второго порта. Для отмены выбора можно щелкнуть на значении параметра еще один раз, при этом он окрасится в прежний цвет. Выход из этого режима мож- но осуществить, нажав на клавиатуре клавишу Esc. На инструментальной панели нажать кнопку Tune (Тюнер) (рис. 1.42). Пример 1.1. R-цепь ---------------------------------- --------------------------- В окне Nom-> показано текущее значение, в окне Мах-> максималь- ное, а в окне Min-> минимальное значение параметра, функции кнопок приведены в табл. 1. Таблица 1 Кнопка Функция Close Закрыть блок настройки Save Сохранить текущее состояние, чтобы потом вернуться Reset Сброс Revert Вернуться к сохраненному состоянию Sweep Свиппирование с охватом значения в окне Nom Freeze «Замораживание» кривой графика Clear Стирание «замороженной»кривой | x-y -у ECN GND 5 Window Help Tune Tool Рис. 1.42 Перемещая движки вверх или вниз, наблюдайте за изменениями кри- вых на графиках. ч Вернуться к исходным данным, нажать кнопку Clear (Стирание). Закрыть тюнер, нажав кнопку Close (Закрыть). Шаг 16. Пояснительная записка Рис. 1.41 Для создания пояснительной записки к этому проекту в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка) (рис. 1.44). В появившемся окне напишите, например, «Аттенюатор». Появится форма Variable Tuner (Тюнер переменных). Каждый выбран ный параметр представлен своим движком (рис. 1.43). Рис. 1.44 Шаг 17. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Рго- Ject As (Сохранить проект как). Заметим, что в схеме аттенюатора явно не используется такой элемент, Как Ground (Земля). Считается, что он имеется в портах. Рис. 1.43
It Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Пример 1.2. RC-цепь Пример 1.2. КС-цепь Рассмотрим RC-цепь, показанную на рис. 1.45. Здесь Vb Vq — комплек- сные напряжения на входе и выходе цепи соответственно, С1 = 219 нФ R1 = 50 Ом, Z = 50 Ом. Рис 1.45 Построим с помощью Microwave Office частотные характеристики этой цепи: ”Т RC circuit Рис. 1.47 у VTG =^- = VTG(f)ejn<lx(/) где VTG(f) — АЧХ (модуль передаточной функции напряжения); Phase(f) — ФЧХ (фаза передаточной функции напряжения) при f = 5...100 кГц. Щелкнуть на закладке Elem, на «+» у Lumped Element и на Resistor. Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести RES резистор на поле схемы и два порта (см. шаг 3 примера 1). Щелкнуть на Capacitor (Конденсатор) (рис. 1.48) и перенести идеальный конденсатор САР на схему. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задат имя своему проекту, например RC, и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.46), ввести названа 1 для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, RC circu 1 (RC-цепь). Далее нажать ОК. FiIe Edit P|C,Mt Simulate Options Create New Schematic ffi S> Coplanar |+j 43- General —Interconnects • -tj Linear Devices B-4I- Lumped Element Ш -41- Capacitor Э€ Coupled inductor - Inductor -v- Resistor О Resonators E -Obsolete L+J E3 MeasDevice |+ Microstrip ffi- Nonlinear ffl AP PRE_RELEASE Рис. 1.46 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы RC circ (RC-цепь). (рис. 1.47). Рис. 1.48
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Далее добавьте элемент GND (Земля). Найти на инструментальной па- нели кнопку Add Ground (Добавить землю) и щелкнуть на ней (рис. 1.49). Рис. 1.49 В результате у вас получится схема, изображенная на рис. 1.50. Рис. 1.50 Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1) и задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1) С1 = 219 10-9 Ф, Rl = Z = 50 Ом (рис. 1.51). Рис. 1.51
пример i .л. к^-цет Шаг 2. Задание диапазона частот Ввести диапазон рабочих частот 5...100 кГц с шагом 5 кГц (см. шаг 1С примера 1.1) (рис. 1.52). Рис. 1.52 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 3. Добавление графиков Задать построение двух графиков АЧХ (Gain) — VTG(f) и ФЧХ (Pha- se) — <p(f) (см. шаг 11 примера 1.1) (рис. 1.53). Рис. 1.53 33
i. мииелиривинис линсигшл алелтричссъил цепей п чиститпии Шаг 4. Выбор расчетных величин Для графика «Gain» выбрать VTG Mag.(Модуль) (см. шаг 12 примера 1.1) (рис. 1.54). Рис. 1.54 Нажать кнопку Apply (Применить) и кнопку ОК. Для графика «Phase» выбрать VTG и Angle (Аргумент) (рис. 1.55). Рис. 1.55 Нажать кнопку Apply (Применить) и кнопку ОК. Шаг 5. Анализ цепи Начать расчет, нажать на инструментальной панели кнопку Analyze (Анализ) (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся график АЧХ (рис. 1.56) и график ФЧХ (рис. 1.57). Заметим, что фаза измеряется в Deg (Градус). Читателю предоставляется самому убедиться с помощью подстройки (шаг 15 примера 1.1), что изменение сопротивления Z первого порта не влияет на графики АЧХ и ФЧХ, а сопротивление Z второго порта влияет. Студентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется «покрутить» емкость С| и сделать вывод. 34
Рис. 1.56 Рис. 1.57 Шаг 6. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раз на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написат необходимый текст по вашему усмотрению. Шаг 7. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меш File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro ject As (Сохранить проект как); Пример 1.3. RL-цепь Рассмотрим RL-цепь, показанную на рис. 1.58. Здесь Vj, Vo — комплек сные напряжения на входе и выходе цепи соответственно, L1 — 43 мГг R1 = 50 Ом, Z = 50 Ом. 3
Ж. Ж ГЛ L/W ОЛ Г4.^У <_/О L4 n 14.0 AUflCUnUlA JJlCKHipU I^C-ft-OU О 4UL[H(jnitiUU tyiy>frU4-<^ f f ЛЬ* Рис. 1.58 Построим с помощью Microwave Office частотные характеристики этой цепи: VTG = =^ = И7Щ/)е jPhase(f) где VTG(f) — АЧХ (модуль передаточной функции напряжения); Phase(f) — ФЧХ (фаза передаточной функции напряжения) при f = 0,1...! кГц. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например RL, и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.59), ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic I, например, RL circuit (RL-цепь). Далее нажать ОК. Create New Schematic Рис. 1.59 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы RL circuit (RL-цепь) (рис. 1.60). Щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и наконец на Resistor. Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести идеальный резистор RES на поле схемы и перенести два порта (см. шаг.З примера 1). Щелкнуть на Inductor (Катушка) (рис. 1.61) и пере- нести идеальную катушку индуктивности IND на схему. Далее добавить элемент GND (Земля). Найти на инструментальной па- нели кнопку Add Ground (Добавить землю) и щелкнуть ее (рис. 1.49). 36
Пример 1.3. RL-цет Рис. 1.60 -% Linear uevices В 41- Lumped Efement FF] 41- Capacitor ЭС Coupled Inductor Inductor --v- Resistor О Resonators И .Obsolete Г+i E3 MeasDevice [+i Microstrip ffl Nonlinear ЙЛГ PRE.RELEASE Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Установить необхо- димые глобальные единицы измерения (кГц — kHz, мГн-mH, Ом-Ohm) проекта (Project Options). Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1) L1 = 45 мГн, Rl = Z — 50 Ом. В результате получится RL-схема рис. 1.62. CCIND PRL CIND SRL -Н.Г- INDQ Pioj J Elem / Уаг / Layout [ Рис. 1.61 Рис. 1.62 3
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Шаг 3. Задание диапазона частот Для задания рабочего диапазона частот следует перейти обратно в про- ект, для чего щелкнуть на закладке Rroj внизу основного окна (см. шаг 10 примера 1.1). Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проек- та) вверху окна просмотра и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options. Ввести диапазон рабочих частот 0,1...1 кГц с шагом 0,01 кГц (рис. 1.63). Рис. 1.63 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графиков Задать построение двух графиков АЧХ (Gain) — VTG(f) и ФЧХ (Pha- se) — 45(f) (см. шаг И примера 1.1). Шаг 5. Выбор расчетных величин Для графика «Gain» выбрать — Linear Gain, VTG, Mag.(Модуль), RL cir- cuit, To port — 2, From port — 1 (см. шаг 12 примера 1.1) (рис. 1.64). Рис. 1.64 TQ
Пример 1.3. RL-цет Нажать кнопку Apply (Применить) и кнопку ОК. Для графика «Phase» вместо Mag выбрать Angle (Аргумент), остальное так, как показано на рис. 1.65. Рис. 1.65 Нажать кнопку Apply (Применить) и кнопку ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, нажать кнопку Analyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся график АЧХ (рис. 1.66) и график ФЧХ (рис. 1.67). Заметим, что фаза измеряется в Deg (Градус). Читателю предоставляется самому убедиться с помощью подстройки (шаг 15 примера 1.1), что изменение сопротивления Z первого порта не влияет на графики АЧХ и ФЧХ., а сопротивление Z второго порта влияет. Студентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется доказать, что АЧХ асимп- тотически приближается к 0,5, и «покрутив» с помощью тюнера индуктив- ность катушки L], сделать вывод. Рис. 1 66
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Рис. 1.67 Шаг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по вашему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 1.4. Фильтр Чебышева Рассмотрим фильтр нижних частот (ФНЧ) с Чебышевской характери- стикой (рис. 1.68). Здесь Vs, Уо — комплексные напряжения на входе и выходе фильтра соответственно, Rj = Z = 150 Ом, R2 = Z = 250 Ом, Ц = 28,2 мГн, L2 = 41,77 мГн, Cj = 1,11 мкФ, С2 = 0,753 мкФ. Для анализа данного фильтра в диапазоне частот от 0,1 до 5 кГц по- строим модуль комплексной передаточной функции VSG. По определе- нию в Microwave Office эта функция определяется как отношение выход- ного комплексного напряжения Уо к входному комплексному напряже- нию Vs. * R1 L1 L2 Рис. 1.68 40
В качестве сопротивления генератора R] и сопротивления нагрузки F будем использовать сопротивления Z входного и входного портов равны ми 150 Ом и 250 Ом, соответственно. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задат имя своему проекту, например, FILTER и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.69) ввести названи< для новой схемы, печатая поверх Schematic I, например, Chebyshev. Дале< нажать ОК. Рис. 1.69 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Chebyshev (рис. 1.70). Рис. 1.70 Щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и, наконец, Capacitor (Конденсатор). Внизу данного окна появится список конден- саторов. Перенести на схему два идеальных конденсатора САР. 41
Щелкнуть на Inductor (Катушка) (рис. 1.61) и перенести на схему две идеальные катушки IND. Перенести на поле схемы два порта (см шаг 3 примера 1) и элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейдите обратно в. проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Установить глобальные единицы измерения проекта (Project Options), как это показано на рис. 1.71. Рис. 1.71 Нажать кнопку ОК. Задать параметры элементов (см. шаг 9 пример 1.1). В результате получится следующая схема ФНЧ рис. 1.72.4 Рис. 1.72 42
UJar 3. Задание диапазона частот Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта); вверх; окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Op. tions. Ввести диапазон рабочих частот 0,1...5 кГц с шагом 0,01 кГц (рис. 1.73) Рис. 1.73 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графика Задать построение графика АЧХ (VSG) — VSG(f) (см. шаг 11 примера 1.1). Шаг 5. Выбор расчетных величин Для графика «VSG» выбрать — Linear Gain, VSG, Mag.(Модуль), Che- byshev, To port — 2, From port — 1 (см. шаг 12 примера 1.1) (рис. 1.74). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 1 74 43
Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, нажать кнопку, похожую на след молнии, Analyze (Ана- лиз) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся график АЧХ фильтра (рис. 1.75). Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1), исследовать влияние на график АЧХ изменения сопротивле- ний Z первого и второго порта. Студентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется определить по графику АЧХ порядок данного фильтра. Рис. 1.75 Шаг 7, Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 1.5. Входное сопротивление С помощью Microwave Office можно рассчитать комплексное входное сопротивление (импеданс) электрической цепи рис. 1.76. 44
PORT1 PORT2 где Zbx — комплексное входное сопротивление; Z — сопротивление выходного порта 2. Для вычисления комплексного входного сопротивления в Microwav Office встроена функция Input Impedance at a Port: ZIN. Комплексно входное сопротивление рассчитывается относительно входного порта 1 как показано на рис. 1.76. При вычислении ZIN учитывается только комплексное входное сопро тивление самой цепи и сопротивление второго порта Z. Сопротивлени входного порта 1 не учитывается. Рассмотрим пассивный последовательный колебательный RLC-конту] рис. 1.77. Рис. 1.77 Здесь L1 = 45 мГн, С1 = 30 нФ, R1 = 100 Ом. Вычислим резонанснув частоту /о =----г----=-----г—............. = 4,332 • 103 Гц. 2ny]LiCt 2лу45 • 10“3ЗЭ 10“9 Используем встроенную функцию ZIN для построения модуля и фазг входного сопротивления. , ZBX= ZIN(f)eJPhase(f\ где ZIN(f) — модуль входного сопротивления; Phase(f) — зависимость фазы входного сопротивления от частоты f. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задат Имя своему проекту, например TANK, и нажать кнопку Сохранить. 4.
Шаг 2. Создать новую схему и а дать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.78), ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, P.LC. Далее на- жать кнопку OK. Create New Schematic . Enter Schematic Name ОК | Cancel | Рис. 1.78 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы RLC- (рис. 1.79). Рис. 1.79 Перейти в окно элементов, щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и наконец на Capacitor (Конденсатор). Внизу данного окна появится список доступных конденсаторов. Перенести на схему идеаль- ный конденсатор САР (рис. 1.48). Щелкнуть на Inductor (Катушка) (рис. 1.61) и перенести на схему идеа- льную катушку IND. Перенести на поле схемы два порта (см. шаг 3 примера 1). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста- новить глобальные единицы измерения проекта (Project Options) так, как это показано на рис. 1.80. Нажать кнопку ОК. Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получится следующая схема контура (рис. 1.81). 46
Рис. 1.80 Рис. 1.81 Шаг 3. Задание диапазона частот Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Op- tions. Ввести диапазон рабочих частот 4...4,6 кГц с шагом 0,001 кГц (Рис. 1.82). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графиков Задать построение двух графиков: входного сопротивления — ZIN(f) и фЧХ (Phase) — <p(f) (см. шаг 11 примера 1.1). В результате получится два пУстых графика (рис. 1.83). 47
t. IVlUUCJLUpUDUnuc липьигил-л i\,in.fju. »M- t' ГЯЪГП» » B'W— Рис. 1 82 Рис. 1.83 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для первого графика (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку ZIN, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «ZIN» выбрать Linear, ZIN, Mag. (Модуль), RLC, Port in- dex — 1 (рис. 1.84). Задать расчетные величины для второго графика (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку Phase, щелкнуть правой клавишей и вы- брать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «Phase» выбрать — Linear, ZIN, Angle. (Аргумент), RLC, Port index — 1 (рис. 1.85). 48
Рис. 1.84 Рис. 1.85 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, нажать кнопку, похожую на след молнии, Analyze (Ана- лиз) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построится график модуля входного сопротивления от ча- стоты (рис. 1.86). На нем добавлен маркер (см. шаг 13 примера 1.1). 49
На рис. 1.87 показана зависимость фазы входного сопротивления от чдч стоты. m® |r?i Phase Рис. 1.87 Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (шаг И примера 1.1), исследовать влияние на график модуля входного сопротив-[ ления изменения величин Lj и Сь Студентам, изучающим ОТЦ, рекомен- дуется доказать, что относительно входного порта 1, как показано на рис. 1.88. При вычисле- нии YIN учитывается только комплексная входная проводимость самой электрической цепи и сопротивление второго порта Z. Сопротивление входного порта 1 не учитывается. Рассмотрим пассивный параллельный колебательный RLC-контур (рис. 1.89). L1 ci i R1 z Ybx=YIN Рис. 1.89 Z (/ ) = R Здесь L] — 45 мГн, С[ = 30 нФ, R] = 100 Ом, Z = 50 Ом. Вычислим ха- рактеристическое сопротивление и резонансную частоту этого параллель- Шаг 7. Пояснительная записка ного контура Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза! _ jL| на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать ? у Ci необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта = 4'31710’ Гц. Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню Используем встроенную функцию YIN для построения модуля и фазы File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- входной проводимости ject As (Сохранить проект как). YBX = YIN(f)eJPI,ase(J\ /45 • 10~3 J „ 9 = 1,225-103 Ом, V30-109 Пример 1.6. Входная проводимость гДе YlN(f) — модуль входной проводимости; Phase(f) — зависимость фазы входной проводимости от частоты f комплексную входную Щаг С помощь Microwave Office можно рассчитать проводимость электрической цепи рис. 1.88, где Ybx — комплексная входная проводимость; Запустить Microwave Office. Z — сопротивление выходного порта 2. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Для вычисления комплексной входной проводимости в Microwave Offi Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать се встроена функция Input Admittance at a Port: YIN. Она рассчитываете*1 И1^я своему проекту, например, PARALLEL и нажать кнопку Сохранить 50 51
Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.90) ввести назван* для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, RLC2. Далее ц жать кнопку ОК. Рис. 1.90 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы RLl (рис. 1.91). Рис. 1.91 Щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и, наконец на Capacitor (Конденсатор). Внизу данного окна появится список конде- саторов. Перенести на схему идеальный конденсатор САР (рис. 1.48). Щелкнуть на Inductor (Катушка) (рис. 1.61) и перенести на схему иде льную катушку IND. Перенести на поле схемы два порта (см. шаг 3 примера 1). Перенести на поле схемы элемент GND (Земля) (рис. 1.49). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). УсЛ новить глобальные единицы измерения проекта (Project Options) так, н это показано на рис. 1.92. Нажать кнопку ОК. Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). 52
Рис. 1.92 В результате получится следующая схема параллельного контура (рис. 1.93). Рис. 1.93 53
Шаг 3. Задание диапазона частот д. Выбор расчетных величин Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), ввер^ задать расчетные величины для первого графика (см. шаг 12 примера окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Op, L давести курсор на строку YIN, щелкнуть правой клавишей и выбрать I0I]s • . Measurement (Добавить вычисление). исВС1С94) ДИаПа3°Н рабочих частот °-2-25 кГц с шагом 0,01 кр графика <<YIN» ВЬ1брать Linear, YIN, Mag. (Модуль), RLC2, Port in- (рис‘ ' 1 (рис. 1.96). Рис. 1.94 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графике Задать построение двух графиков: входной проводимости — YIN(f) и Phase(f) (см. шаг 11 примера 1.1). В результате получится два пустых гра- фика (рис. 1.95). Рис. 1.95 Рис. 1.96 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Задать расчетные величины для второго графика (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку Phase, щелкнуть правой клавишей и вы- брать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «Phase» выбрать Linear, YIN, Angle. (Фаза), RLC2, Port in- dex — 1 (рис. 1.97). Рис. 1.97 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. ^аг 6. Анализ цепи Начать расчет, нажать кнопку, похожую на след молнии, Analyze (Ана- 3) На инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). 54 55
Программа выдает ошибку — два порта подключены к одной то<( (рис. 1.98). Рис. 1.98 Закройте окно Error Report (Сообщение об ошибке). Вариант 1 Добавить в схему еще один резистор R2 = 1 Ом так, как показано рис. 1.99. Пример 1.6. Входная проводимость Рис. 1.100 |й>| Phase Рис. 1.101 RLC2 PORT . e=i . . 2:= 50 ohm -RES- - JD=R2 . . _R? I.Ohm ' PORT F=2- Z=5O Ohm • ' CAP ' ID=Ct • • C=30e-0 F IND ; JO-LC L=45 mH -RES. . JDrRI. .RrlDD.Ohm Вариант 2 Удалить из схемы порт 2 (щелкнуть левой кнопкой мыши на этом эле- менте и на клавиатуре нажать клавишу Del), перенести и изменить значе- ние сопротивления R2 = 50 Ом, восстановить соединения так, как показа- 110 на рИс. 1.102. Повторить анализ. Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (шаг 15 Римера 1.1), исследовать влияние на график модуля входной проводимо- изменения значений L], Ср Повторить анализ. В результате построится график модуля входН^ ' проводимости от частоты (рис. 1.100). ,г 7. Пояснительная записка На рис. 1.101 показана зависимость фазы входной проводимости от пл стоты На создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза Не es*§n Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать х°Димый текст по своему усмотрению. Рис. 1.99 56
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Рис. 1.102 > Пример 1.7. Индуктивно-связанные цепи "функция " ~ yd — напряжение приложенное к катушке /, i = 1,..., N Vcl = (Rt + >4)' Л + /=! ми=ку.^т: > О /?,. > О -1 > К„ > 1 Рис. 1.104 Рассмотрим электрическую цепь, изображенную на рис. 1.105. Рис. 1.105 Здесь Lj = L2 = 50 мГн, С] = 30 нФ, R] = 25 Ом, R2 = 250 Ом, R3 = 5 кОм, к = 0,5. !, Для задания частотного диапазона проведем прикидочный расчет. Вы- Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения все!о проекта на жесгкий диск или дискету из File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save рцчислим резонансную частоту последовательного контура Rb Lb С] без ject As (Сохранить проект как). Учета L2, R2 и R3 Пример 1.7. Индуктивно-связанные цепи Рассмотрим, как с помощью Microwave Office можно рассчитать W' содержащие две индуктивно-связанные катушки (рис. 1.103 и 1.104). Инду| тивьо-связанные катушки, 2 катушки (сокращенная форма): MUC2 Символ J ° “ О ГГРГ =----Г = 4,1 • Ю3 Гц. 2лЛ/£,С1 2лу50 • 1О"3ЗО • 10’9 Следовательно, можно выбрать рабочий диапазон частот от 1 до 9 кГц. Построим с помощью Microwave Office амплитудно-частотную характе- ристику этой цепи: Параметры ИМЯ I Описание . .,-. -|Тип | По умолчанию ID Элемент ID Text M1 L1 Собственная индуктивность 1 катушки Inductance 1 nH R1 Сопротивление 1 катушки Resistance 0 Ohm L2 Собственная индуктивность 2 катушки Inductance ГпН R2 Сопротивление 2 катушки Resistance 0 Ohm К1_2 Коэф, связи между катушками 1 и 2 None 0 Рис. 1.103 = VTG(f), VTG(j) — АЧХ (модуль передаточной функции напряжения). ^аг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). 'Мя ЭЛее вы®Рать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать своему проекту, например, COUPLED и нажать кнопку Сохранить. О z* <- Создать новую схему и задать параметры элементов меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- ь Команду New Schematic... (Новая схема).
пример /./. Индуктивно-связанные цепи 1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области Create New Schematic Enter Schematic Name | ДК ~j Cancel | Рис. 1.106 В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.106), ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, MUC. Далее нажать ОК. В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы MUC. Щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у Lumped Element и, наконец, на Capacitor (Конденса- тор). Внизу данного окна появится список конденсаторов. . Перенести на схему идеальный конденсатор САР (рис. 1.48). Щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится спи- сок резистивных элементов. Пере- нести два идеальных резистора RES на поле схемы. Щелкнуть на Coupled Inductor (рис. 1Д07) и перенести на поле схемы индуктивно-связанные катуш MUC2. Перенести на поле схемы два порта (см. шаг 3 примера 1). Перенести на поле схемы элемент GND (Земля) (рис. 1.49). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj {рис. 1.20). Уст новить глобальные единицы измерения проекта (Project Options) так, ка это показано на рис. 1.108. Нажать кнопку ОК. File Edit Project Simulate Options I 1 MUC10 MUC9 MUC5 Рис. 1 107 (Индуктивно-связанные катуш Coplanar p -E3- General ; Interconnects I..-tj Linear Devices |- -4 F Lumped Element [+! 4 F Capacitor i- 3C Coupled Inductor Inductor I—-v- Resistor O Resonators • E „Obsolete L+' E3 MeasDevice [i Microstrip IF Nonlinear ffi Я7 PRE_RELEASE Рис. 1 108 Рис. 1.109 Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). Ввести диапазон рабочих частот 1...9 кГц с шагом 0,001 кГц В результате получится следующая схема параллельного контД ^Ис. 1.1 Ю). (рис. 1. 109). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 3. Задание диапазона часто. BJaj- Добавление графика Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), ввер* Задать построение графика - VTG(f) (см. шаг 11 примера 1 1) В резу окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Рг( Iе тате получится один пустой график. Options. 61
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной иилшти пример i.o. иноуктивно-связанные контура Рис. 1.110 Рис. 1.112 Шаг 7. Пояснительная записка I SK. * Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать 1.1). Навести курсор на строку VTG, щелкнуть правой клавишей и ^необходимый текст по своему усмотрению. Для графика «VTG» выбрать Linear Gain, VTG, Mag. (Модуль), MUC.^ujar 8. Сохранение всего проекта port — 2, From port — 1, (рис. 1.111). Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для данного графика (см. шаг 12 приме| ] . .. -----~ --------- J брать Add Measurement (Добавить вычисление). Рис. 1.111 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 1.8. Индуктивно-связанные контура Рассмотрим, как с помощью Microwave Office можно анализировать чепи, содержащие два индуктивно-связанных контура (рис. 1.113). Рис. 1.113 Здесь L[ = L2 = 50 мГн, Q = С2 = 30 нФ, R, = RH = 100 Ом, к = 0,5 Шаг 6. Анализ цепи з;,К|. L, _ ц _ 50 „г„ с, _ _ зс „ф R| = Rh = |0() k _ Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Построим с помощью Microwave Office амплитудно-частотную характе- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). Стику этой цеПи: В результате построится график АЧХ (рис. 1.112). yTG _ VTG( Пе]РЬа"е{Л Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (см. шаг ’ примера 1.1), иссдедовать влияние на график изменения значений — передаточная АЧХ; ментов и особенно коэффициента связи к. Оде(/) — ФЧХ. 62 Истику этой цепи: 63
I. Моделирование линейных электрических цепей в^астотпии Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохра- нить проект как) и задать имя своему проекту, на- пример, COUPLED2 и нажать кнопку Сохранить. Create New Schematic Enter Schematic Name jwuq ............. I СК I [ Рис. 1.114 Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы. брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.114), ввести назва. ние для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, MUC. Далее нажать .кнопку ОК. В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы MUC. Щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и, наконец на Capacitor (Конденсатор). Внизу данного окна появится список кондеи! саторов. Перенести на схему два идеальных конденсатора САР. Щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится списо' резистивных элементов. Перенести два идеальных резистора RES на пол схемы. Щелкнуть на Coupled Inductor (Индуктивно-связанные катушки) и пере нести на поле схемы индуктивно-связанные катушки MUC2 (см. шаг. примера 1.7). Перенести на поле схемы два порта (см. шаг 3 примера 1). Перенести на поле схемы элемент GND (Земля) (рис. 1.49). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста новить глобальные единицы измерения проекта (Project Options) так, ка это показано на рис. 1.108. Нажать кнопку ОК. Задать необходимые параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получится следующая схема индуктивно-связанных контУ ров (рис. 1.115). Обратите внимание на то, что R2 = 200 Ом и сопротивление второ порта Z = 200 Ом. Шаг 3. Задание диапазона частот Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) ввер1 окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project О tions. Ввести диапазон рабочих частот такой же, как и в предыдущем приМ ре, 1...9 кГц с шагом 0,001 кГц (рис. 1.101). Нажать кнопки Apply (При нить) и ОК. 64 '-связанные контура пример 1 Рис. 1.115 Шаг 4* Добавление графика Задать построение двух графиков АЧХ — VTG(f) и ФЧХ — Phase(f) (см шаг 11 примера 1.1). В результате получится два пустых графика. Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика АЧХ (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку VTG, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «VTG» выбрать Linear Gain, VTG, Mag. (Модуль), MUC, To port — 2, From port — 1 (рис. 1.115). Нажать кнопки Apply (Применить) и OK. Задать расчетные величины для графика ФЧХ (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку Phase, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «Phase» выбрать Li- near Gain, VTG, Angle. (Фаза), MUC, To port — 2, From port — 1. Нажать кнопки Apply (Применить) и OK. Рис. 1.116 65
/. тоаелирование линейных цепки « чистинти» . Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ала, lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся графики передаточной АЧХ (рис. 1.117) и ФЦу (рис. 1.118). [ЙУ| Phase Е)1~Ж1 г - - 5 Рир. 1.118 Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (см. шаг I' примера 1.1), исследовать влияние на график АЧХ изменения значенИ1 элементов цепи и особенно коэффициента связи к. Студентам, изучающим ОТЦ, предлагается объяснить, почему А^’ имеет двугорбую форму. Для данной цепи интересным будет построить зависимость фазы ком11 лексного входного сопротивления (ZIN) от частоты. Из ОТЦ извести0 что эта зависимость должна трижды пересечь нулевой уровень. 66
ирилгср л.и. rinuynniUtinU-LOHJUtttibLU KAJHTTiypCL Навести курсор мыши на MUC:Ang(VTG[2,l]), щелкнуть правой кноп- к0Й и выбрать команду Modify Measurement... (Изменить вычисления...) (рис. 1-119). File Edit Project Simulate Options Window Help Ю Design Notes ЁЗ Project Options Global Definitions CZJ Data Files В И Circuit Schematics Ы MUC В И EM Structures BE- 23? Conductor Materials \ В Output Equations В И Graphs ' [- bij Phase , j --|*| [MUC:Ang(V : i*Jmdc:|vtg[; p!S3KR f Delete Measurement /> E2 Optimizer Goals IEJ Yield Goals £1 Output Files E S' Wizards i*i - 4rrintinn Modify Measurement,., Toggle Enable L. Collapse All Expand All Рис. 1.119 В появившемся окне Modify Measurement выбрать расчет фазы входного сопротивления так, как показано на рис. 1.120. Рис. 1.120 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. В результате построится график зависимости фазы входного сопротив- ления от частоты (рис. 1.121). На этом графике хорошо видно, что кривая ФЧХ пересекает горизонта- шУю ось в трех точках. 67
Я . тиислириоипис JlUnCUnOLA JJICt\,tlipu4CLI\,UA Lf&rieU в ЧЛСТПОШПии, CJUJlLLUffLU |Bs| Phase S0® Рис. 1.121 Шаг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 1.9. Децибелы и логарифмический масштаб При построении графиков иногда требуется представить величину из- мерения в децибелах DB (дБ), при этом часто выбирают логарифмический масштаб частоты. Рассмотрим, как с помощью Microwave Office можно добиться этого. Построим АЧХ и ФЧХ на одном графике с логарифмиче- ской шкалой по оси частот следующей цепи (рис. 1.122). R2 R1 Рис. 1.122 Здесь R| = R2 = R-з = 5,1 кОм, С] = Сг = 0,047 мкФ, DB(J) = 20 log Ео V. = 20 1оё(|Г5<7(/)|), дБ - АЧХ, Phase(f) = >1/?g{VSG(/)}, градус. — ФЧХ, f = 0,01 ...100 кГц — рабочий диапазон частот. 68
Пример 1.9. Децибелы и логарифмический масштаб 0jar 1 Начать новый проект Запустить Microwave Office. Цз меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать своему проекту, например, dB и нажать кнопку Сохранить. Рис. 1.123 Ijjar 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и выбрать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.123) ввести название для новой схемы, пе- чатая поверх Schematic 1, например, RC. Далее нажать кнопку ОК. В результате этих манипуляций появится чис- тое окно схемы RC. Щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и, наконец, на Capacitor (Конденсатор). Внизу данного окна появится список конденсаторов. Перенести на схему два идеальных конденсаторов САР. Щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести один идеальный резистор RES на поле схемы. Перенести на поле схемы два порта (см. шаг 3 примера 1). Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста- новить глобальные единицы измерения проекта (Project Options) так, как это показано на рис. 1.124. Нажать кнопку ОК. Рис. 1.124 69
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной оОласти Задать необходимые параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получится следующая RC-схема (рис. 1.125). Рис. 1.125 Обратите внимание на то, что R2 = Z сопротивлению первого порта, а R3 = Z сопротивлению второго порта. Шаг 3. Задание диапазона частот Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options. Ввести диапазон рабочих частот 0,01...100 кГц с шагом 0,1 кГи (рис. 1.126). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графика Задать построение двух кривых АЧХ — VSG(f) и ФЧХ — Phase(f) на оД' ном графике. На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Д0' бавить график) и щелкнуть по ней (рис. 1.30). Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 1.127). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коордД' нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 НО' 70
Пример 1.У. Децибелы и логарифмический Рис. 1.126 Create Graph Graph name |VSG and Phase! Graph Type------ Rectangular Smith Chart Г* Polar C Histogram C Antenna Plot P Tabular C Constellation Рис. 1.127 Рис. 1.128 вое название графика, например, VSG and Phase. Нажать OK. В появится пустое окно графика (рис. 1.128). Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика АЧХ (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку VSG and Phase, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «VSG and Phase» выбрать Linear Gain, VSG, Mag. (Модуль), RC, To port — 2, From Port — 1, установить галочку у DB (рис. 1.129). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Задать расчетные величины для графика ФЧХ (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор вновь на строку VSG and Phase, щелкнуть правой клави- шей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «VSG 71
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области and Phase» выбрать Linear Gain, VSG, Angle. (Фаза), RC, To port — 2, From port — 1, убедиться в отсутствии галочки у DB (рис. 1.130). Рис. 1.129 Рис. 1.130 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. В результате появится окно графика с легендой. Щелкнуть на легенде два раза. Появится окно Graph Properties (Параметры гра- фика). Выбрать Measure- ments, RCAng[VSG[2,l]], Axis (Ось) Right (Правая) (рис. 1.31). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 1.131 72
ц]аг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате на одном графике построятся АЧХ и ФЧХ с логарифмиче- ским масштабом по частоте (рис. 1.132). Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1), исследовать влияние на графики АЧХ и ФЧХ изменения значений элементов этой цепи. Шаг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта . Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). пример 1.10. S-параметры Из многих параметров (A, Z, Н, Y, F, В, S, Т) использование S-пара- метров в СВЧ-диапазоне предпочтительнее, так как их можно не только Рассчитывать, но и измерить экспериментально. Для описания S-парамет- Ров используются падающие и отраженные волны. 73
/ . ./KI L/L/tJ7lU.^7L/t5 <ХПи.С5 JLUncunuiA &лыъшуты-1ы*л о nuVHW”'*''"--------- Рассмотрим линейный четырехполюсник (он может быть активным или пассивным), находящийся между двумя отрезками линии передачи с волновыми сопротивлениями ZB| и ZB2 соответственно (обычно ZB| = ZB2 = 50 Ом) (рис. 1.133). 1 линия 2 линия а1 ZB1 Ь1 (S11 Sl2 " I S21 S22 Четырехполюсник 2 2' а2 ZB2 Ь2 Рис. 1.133 Здесь «I 4i «2 —2 — нормированное напряжение падающей волны в первой линии; — нормированное напряжение отраженной волны в первой линии; — нормированное напряжение падающей волны во второй ли- нии; — нормированное напряжение отраженной волны во второй линии. Уравнение четырехполюсника записывается в виде следующей системы /£ I = —11 — 1 —12—2 Ь 2 ~ 1^21 — 1 22 или в матричном виде S S.12 ^1 ^22X^2 Обычно матрицу S называют матрицей рассеяния. ь S.. = — — коэффициент отражения от входа четырехполюсника ~ 0.2 ~ 0 при согласованной нагрузки на выходе; 74
к —2 — коэффициент передачи из второго плеча U llUfJlimCHLpOl = 0 четырехполюсника в первое при согласованной нагрузки на входе; §2 «1 0.2 — коэффициент передачи из первого плеча = 0 четырехполюсника во второе при согласованной нагрузки на выходе. Определяет затухание или усиление; §22 — 2 а. «I — коэффициент отражения от выхода четырехполюсника = 0 при согласованной нагрузки на входе. Граф такого четырехполюсника показан на рис. 1.134. aiQ §21 О ь2 £ц S22 fciQ- £12 -О 02 Рис. 1.134 Рассмотрим пример фильтра нижних частот (LPF) из документа Getting Started (Начало работы). Построим с помощью Microwave Office парамет- ры Si 1 и S2i в зависимости от частоты. Открыть меню Help (Справка) и выбрать команду Getting Started (Нача- ло работы) (рис. 1.135). Найти пример фильтра (пункт 4.2) (рис. 1.136). Схема ФНЧ приведена на рис. 1.137. Microwave Office is Window Contents and Index Fl Fla. net it Hein Alt+Fl Help Getting Started What's Naw Tip of the Day AWR on the Web Email AWR Support About.., Рис. 1.135 75
T? Getting Started ® Ф & Iff- Скрыть Назад Печать Параметры Содержание | Указатель | Поиск | Избранное) й 02) Microwave Office 2002/Visual System Simulator 2002 1+] What's New in 2002? В Qj Getting Started Guide =tJ Ф 1 Introducing AWR Design Environment 2 Installing MWO/VSS AWR Design Environment S 02) 4 Using the Linear Simulator Г?1 Linear Simulations in Microwave Office I?1 Howto Create a _umped Element Filter Creating Layouts ‘ram Schematics Using the Nonlinear Simulator t Using the Electromagnetic Simulator Ж 0 Creating a VSS Simulation =+= 9 Adding an MWO Subcircuit to a System .♦ 0 Using an MWO Nonlinear Element in VSS r+j MWO User Guide 1+1 MWO Element Catalog В MWO Measurement Reference l+J VSS System Block Catalog IS VSS Measurement Reference Рис. 1.136 Рис. 1.137 Здесь Ro = Rpi = 50 Ом, Lj = 15 нГн, L2 = 30 нГн, L3 = 30 нГн, L4 = 15 нГн, С, = 8 пФ, C2 = 10 пФ, C3 = 8 пФ, f = 100... 1000 МГц с шагом 10 МГц. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, LPF и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Установить глобальные единицы измерения Открыть меню Options и выбрать команду Project Options (рис. 1.138). В появившемся окне щелкнуть на закладке Global Units и установить следующие единицы измерения (MHz — МГц, Ohm — Ом, пН — нГН, pF — пФ) (рис. 1.139). * 76
iifju.mvp 1.1U. a-llU[JUMtni[}DL Options Window Help ------------------- ..Й-1 Design Notes Project Options ...Pl Global Definitions ... Г ] Data Files g..Ivl Circuit Schematics pile Edit Schematic Draw „View Project Simulate | p EM Structures l+j '5^ Conductor Mater i. Environment Options... Project Options.., Drawing Layers... Process Definition Layout Options.,. л Default Circuit Options... Default EM Options... Default Graph Options Рис. 1.138 PORT « Рис. 1.139 Нажать кнопку OK. Шаг 3. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Schematic (рис. 1.140), ввести назва- ние для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, FILTER. Да- Лее нажать кнопку ОК. Crc ate New Schematic Рис. 1.140 77
1 . niUUCJLUpUDUnUC Л,14П,аи,П,СМ,Л, цс^<4&<4 О HLLt, HIM Ч1 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы FILTER (рис. 1.141). Рис. 1.141 Щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и, наконец, на Capacitor (Конденсатор). Внизу данного окна появится список конден- саторов (рис. 1.48). Перенести на схему три идеальных конденсатора САР. Щелкнуть на Inductor (Катушка) (рис. 1.61) и перенести на схему четы- ре идеальных катушки IND. Перенести на поле схемы два порта (см. шаг 3 примера 1). Перенести на поле схемы элемент GND (Земля) (рис. 1.49). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Задать необходимые параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получим следующую схему фильтра (рис. 1.142). Обратите внимание на то, что сопротивление генератора Ro = Z сопро- тивлению первого порта, а сопротивление нагрузки Rh — Z сопротивле- нию второго порта. 78
пример i.iu. о-иириметрь UJar 4. Задание диапазона частот Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj. Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), вверх} окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Op- tions. Ввести диапазон рабочих частот 100... 1000 МГц с шагом 10 МГь (рис. 1.143). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 1.143 Шаг 5. Добавление графиков Задать построение двух графиков |S21(f)| — S21 и |Sn(f)| — SI 1. На инст- рументальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить график) и щелк- нуть по ней (рис. 1.24). Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 1.144). Рис. 1.144 79
Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести пбверх надписи Graph 1 но- вое название графика, например, S21. Нажать ОК. Аналогично добавьте второй график S11. В результате появятся дца окна пустых графиков (рис. 1.145). Рис. 1.145 Шаг 6. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика S11 (см. шаг 12 примера 1.1). Навести курсор на строку S11, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «SU» выбрать Port Para- meter, S, Mag. (Модуль), FILTER, To Port Index — 1, From Port Index — 1, установить галочку у DB (рис. 1.146). Рис. 1.146 80
Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Аналогично задать расчетные величины для графика S21 Навести кур- сор на строку S21, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «S21» выбрать Port Parameter, S, Mag. (Модуль), FILTER, To Port Index — 2, From Port Index — 1, установить га- лочку у DB (рис. 1.147). Рис. 1.147 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 7. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате на одном графике построится S11 (рис. 1.148), на другом S21 (рис. 1.149) в зависимости от частоты. Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1), исследовать влияние на графики S11 и S21 изменения зна- чений элементов этой цепи. Рис. 1.148 81
Рис. 1.149 В качестве упражнения постройте эти обе зависимости на одном гра- фике (см. шаг 5 примера 1.9). Шаг 8. Оптимизация цепи Сделать активной схему FILTER — щелкнуть на ней. Открыть меню Schematic (Схема) и выбрать команду Add Equation (До- бавить уравнение) (рис. 1.150). Перенести курсор мыши на поле схемы и щелкнуть. В появившемся поле ввода напечатать Lin = 15. Щелкнуть вне поля (рис. 1.151). Снова открыть меню Schematic (Схема) и выбрать команду Add Equation (Добавить j равнение) (рис. 1.150). Перенести курсор мыши на полз схемы и щелкнуть. В появившемся поле ввода напечатать Cin — 8. Щелкнуть вне поля (рис. 1.152). Навести курсор мыши на параметр L катушки Lj, дважды щелкнуть и ввести значение Lin (рис. 1.153). Аналогично ввести параметр Lin катушки L4. Ввести значение Cin для конден- саторов Ci и С3. В результате полу- чится схема рис. 1.154. File Edit F hematic Draw View Project Simulate 1 d & i a£j Des I |!SJ Proj •ffiGlot -ЕвОаЦ. Й-ЕЭ Gird' Add Ground Add Port Add Subcircuit Ctrl+G Ctrl+P Ctrl+K 'dd Equate 1 C1rl+E Add Text Rota® Cfrl+R ctrl+ г v Й FILTER Рис. 1.151 Рис. 1.150 82
lljjujnc^ J./IZ. O-UUpUJnCHlpOL Рис. 1.152 Рис. 1.153 Рис. 1.154 Прежде чем оптимизировать цепь, необходимо устанавливать парамет- ры и ввести ограничения на величины. Щелкните на закладке Var (Вели- чина). Щелкните на знаке «+» у надписи FILTER. Появится ветвь FILTER Equations (Уравнения для фильтра) (рис. 1.155). Щелкнуть на ветви FILTER Equations. Внизу окна Проекта появятся введенные величины Lin и Cin. Вы можете изменить ширину окна, чтобы вывести всю информацию на экран. Экран должен выглядеть похожим на Рис. 1.156. File Edit Schematic Draw View Project Simulate j D й Si | ю c* В -S FILTER 1*21 FILTER Equations Рис. 1.155 83
Ч-S FILTER - Ell FILTER Equ. tions TOC Element Name | Value | Lower | Upper PToJEf'LTER Lin 15 0 0 |т|<ЖKuTER Cin 8 0 0 Рис. 1.156 Кнопки «Т», «О» и «С» используются для того, чтобы включить или от- ключить Tuning (Настройку), Optimization (Оптимизацию) и Constraints (Ограничения) параметров введенных элементов. Включить оптимизацию. Щелкнуть кнопки «О» каждого параметра. Вернуться в проект, щелкнуть на закладке Proj (Проект). Щелкнуть правой копкой мыши на ветке Optimization Goals и в выпада- ющем меню выбрать команду Add Opt. Goal (Добавить условия оптимиза- ции) (рис. 1.157). В появившемся окне New Optimization Goal (Новая цель оптимизации) установить первую цель оптимизации 8ц < —17 дБ в диапазоне 0...500 МГц. Выбрать: Measurement: FILTER:DB(|S[1,1]|), Goal Type: Meas < Goal, уб- рать галочку у Max, Range: Stop 500 (MHz), Goal (Цель): —17 (dB) ’ (рис. 1.158). Нажать кнопку OK. ra LPF.ehip - Microwave Office File Edit Project Simulate Options Window Help ] D с£й|Х ej Design Notes I 1221 Project Options fc=‘J Global Definitions £3 Data Files E S’ Circuit Schematics i S FILTER f_- ivxll em Structures i it, Conductor Materials ;• Output Equations El fell Graphs ; E @ Sil 43 FILTER :DB(|S[1,1]|) : s s2i - Eg) FILTER :DB(|S[2,1]I) Повторить этот процесс с целью добиться, чтобы S21 > —1 дБ в диапа- зоне 0...500 МГц. [Optimizer г td Yield Goals . Is:' Output Piles Collapse All ffi U Ward-. ' Expand All B’ { Scripting ---------------------- Рис. 1.158 Рис. 1.157 84
Выбрать: Measurement: FILTER:DB(|S[2,1]|), Goal Type: Meas > Goal, уб- рать галочку у Max, Range: Stop 500 (MHz), Goal (Цель): —1 (dB) (рис. 1.159). Нажать кнопку OK. Рис. 1.159 Повторить этот процесс с целью добиться, чтобы S21 < —30 дБ в диапа- зоне 0...700 МГц. Выбрать: Measurement: FILTER:DB(|S[2,1 ]|), Goal Type: Meas < Goal, уб- рать галочку у Min, установить галочку у Max, Range: Start 700 (MHz), Go- al (Цель): —30 (dB) (рис. 1.160). Нажать кнопку ОК. Запустить оптимизацию. В меню Simulate (Моделирование) выбрать команду Optimize (Оптимизация) (рис. 1.161). Рис. 1.160 85
с» LPF.emp - Micro wave Office File Edit Schematic Draw View Project S Options Window Help X X % Analyze F8 Tune. . F9 Tune Tool FLO x= EC - l£i! 1 Design Notes OS Project Options Global Definitions I- £11 Data Files В IS Circuit Schematics i Optimize... F7 Yield Analysis... 1 . Update Equations F6 ' FILTER Рис. 1.161 В появившемся окне Optimize установить Optimization Methods (Методы оптимизации): Random (Local), Maximum Iterations: 5000 (рис. 1.162). Рис. 1.162 Запустить процесс оптимизации. Нажать кнопку Start (Пуск). По окончании процесса оптимизации нажмите кнопку Close (Закрыть). В результате оптимизированная схема примет вид рис. 1.163, 8ц рис. 1.164 и S21 рис. 1.165. Рис. 1.163 86
олемепгпы с распреоеленными параметрами Рис. 1.164 Шаг 9. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 10. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Элементы с распределенными параметрами Рассмотрим одну из моделей коаксиального кабеля (рис. 1.166). 87
/ . IVlUUtJLUIJUbUnUt: липнипосл алсгииричьыУ.И’Л .. -lubniuuinui* Экранированный коаксиальный кабель, детализированный по физической длине: СОАХ14 Символ Параметры Name | Description । Unit Type Default ID Element ID Text CXI Z Characteristic impedance None 50 L Length Resistance 0 um К Dielectric constsnt None 2.3 А Loss in dB/meter None 0.0833 F Frequency loss is specified at Frequency 0.1 GHz Рис. 1.166 Здесь Z — волновое сопротивление кабеля; L — длина кабеля; К — относительная диэлектрическая проницаемость шайбной изоля- ции; А — потери на затухание дБ/м при частоте F. Построим частотную зависимость мнимой части входного сопротивле- ния от частоты длинной линии без потерь при коротком замыкании на выходе (рис. 1.167). z КЗ Zbx Рис. 1.167 Пусть Z = 50 Ом; L = 4,72 м; К = 2,54, А = 0 дБ/м, F = 20 МГц. Из ОТЦ известно, что мнимая часть входного сопротивления коротко- замкнутой линии без потерь выражается следующей формулой = Z tg(o3y]L0C0 Е), где Lo и Со — погонные индуктивность и емкость; со = 2лГ — угловая частота. Диапазон частот выберем 0,01...40 МГц с шагом 0,01 МГц. Как видно из этого выражения, частотная зависимость имеет вид тан- генсоиды. В качестве длинной линии выберем коаксиальный кабель. Для построе- ния графика используем встроенную функцию ZIN (см. пример 5.1). 88
Пример 1.11. Частотная зависимость входного сопротивления Пример 1.11. Частотная зависимость входного сопротивления короткозамкнутого коаксиального кабеля без потерь Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, coaxial и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и выбрать команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Sche- matic (рис. 1.168), ввести название для но- вой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Short circuit. Далее нажать кнопку ОК. В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Short circuit (рис. 1.169). Create New Schematic Рис. 1.168 Eile Edit Schematic Qraw View Qroje I d Щ -П- Lumped Element i+i EO MeasDevice ifl 60 Microstrip EH- Nonlinear ffl W PRE_RELEASE 3} О Ports Й Ф Sources ф H Stripline fl-H Substrates S •-=- Transmission Lines |- coaxial jElectrical Перейти в окно элементов, щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Transmission Lines, на «+» у Coaxial и, наконец, на Physi- cal. Внизу данного окна появится список доступных коаксиальных линий передачи (рис. 1.170). Перенести на схему одну коак- сиальную линию COAXI4 (Коаксиал). Перенести на поле схемы один порт (см. шаг 3 примера 1). Перенести на поле элемент GND (Земля). Рис. 1.169 Physical ; : T3- other i ' Phase COAX COAXP4 COAXI2 Рис. 1.170 89
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной оОласти Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста- новить глобальные единицы измерения проекта (Project Options) так, как это показано на рис. 1.171. Рис. 1.171 Нажать кнопку ОК. Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получится следующая схема (рис. 1.172). Рис. 1.172 90
Пример 1.11. Частотная зависимость входного сопротивления Шаг 3. Задание диапазона частот Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Op- tions. Ввести диапазон рабочих частот 0,01...40 МГц с шагом 0,01 МГц (рис. 1.173). Рис. 1.173 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графиков Задать построение графика (см. шаг 11 примера 1.1) мнимой части входного сопротивления ImZBX (рис. 1.174). Нажать кнопку ОК. Рис. 1.174 01
1. Моделирование линейных электрических цепей е частот ни и. - В результате получится один пустой график (рис. 1.175). Рис. 1.175 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика (см. шаг 12 примера 1.1). На- вести курсор на строку ImZIN, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «ImZBX» выбрать Linear, ZIN, Imag. (Мнимая), Short circu- it, Port index — 1 (рис. 1.176). Рис. 1.176 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, нажать кнопку, похожую на след молнии, Analyze (Ана- лиз) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построится не очень «красивый» график (рис. 1.177). Q7
^^_У°пРотивления Рис. 1.177 Щелкнуть два раза мышкой на легенде этого графика. В появившемся окне (рис. 1.I78) убрать галочку Left Y-Axic/Auto limits и установить Minimum —500, Maximum 500. Рис. 1.178 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Построится график мнимой части входного сопротивления от частоты (рис. 1.179). Как видно из этого рисунка, график имеет вид тангенсоиды. 93
I. тоиелироиипис липсимял Mininpuni.. Рис. 1.179 Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (шаг 15 примера 1.1), исследовать влияние на график изменения величины длины кабеля L. Студентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется рассчитать длину волны в данном кабеле. Шаг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Микрополосковая линия Рассмотрим одну из моделей микрополосковой линии (рис. 1.180). Здесь W — ширина центрального проводника; L — длина проводника; MSUB — несимметричная микрополосковая линия. Микрополосковая линия (сокращенная форма): ML1N Графическое обозначение Параметры Name I Description I Unit Type 1 Default ID Element ID Text TL1 W Conductor width Length 0 um L Conductor length Length Oum MSUB Substrate definition Text Рис. 1.180 94
i.iz. частотная зависимость сопротивления линии Построим частотную зависимость мнимой части входного сопротивле- ния от частоты длинной линии без потерь при холостом ходе на выходе (рис. 1.181). с--------------о r— Z XX Zbx Рис. 1.181 Пусть Z = 50 Ом; L = 0,1 м; f = 2 ГГц. Из ОТЦ известно, что мнимая часть входного сопротивления такой ли- нии без потерь выражается следующей формулой = -Z ctg(aylL0C0 L), где Lq и Со — погонные индуктивность и емкость; оз = 2nf — угловая частота. Как видно из этого выражения, частотная зависимость имеет вид пере- вернутой котангенсоиды. В качестве длинной линии выберем микрополосковую линию. Диапа- зон частот выберем 0...2 ГГц с шагом 0,01 ГГц, W = 0,001 м, L = 0,1 м. Для построения графика используем встроенную функцию ZIN (см. при- мер 5.1). Пример 1.12. Частотная зависимость входного сопротивления микрополосковой линии Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, msub и нажать кнопку Сохранить. Рис. 1.182 Шаг 2. Создать новую схему и задать параметры элементов Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и выбрать Команду New Schematic... (Новая схема). В появившейся форме Create New Sche- matic (рис. 1.182), ввести название для но- вой схемы, печатая поверх Schematic 1, Например, Idling circuit. Далее нажать Кнопку ОК. В результате этих манипуляций появится ^Истое окно схемы Idling circuit (рис. 1.183). 95
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной иилш-нш Рис. 1.183 Перейти в окно элементов, щелкнуть на закладке Elem, затем раскрыть папку Microstrip, дважды щелкнув на ней. Внизу данного окна появится список доступных линий передачи (рис. 1.184). Перенести на схему одну линию MLIN (микрополосковая линия). Перенести на поле схемы один порт (см. шаг 3 примера 1). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Г. “ msub.emp - Microwave Office ft] £ile Edit Schematic DrawView Project t+i HI- Lumped Element !+i E3 MeasDevice 5- ££> Microstrip -...—- — Bends Efl Components Coupled Lines V Junctions ..o-Lines .....у ——» -Ш- other & PwrDivider ... И -Obsolete f+r^" Nonlinear W PRE_RELEASE MCTRACE ITWI «ЕГ1''1 ILI >Jj‘ MEMLIN MLSC MTRACE M11LIN MM1LIN Перейдите обратно в проект, щелкнув на закладке Proj (рис. 1.20). Установить глоба- льные единицы измерения проекта (Project Options) так, как это показано на рис. 1.185. Нажать кнопку ОК. Рис. 1.185 Рис. 1.184 96
npu-jncfj 1.1Л. lULiuuiunun JuuucuMOimb сопротивления линии Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получится следующая схема (рис. 1.186). Рис. 1.186 Шаг 3. Отображение подложки и данных микрополосковой линии Каждый микрополосковый элемент имеет свою геометрическую конст- рукцию и физические параметры. Для их ввода и отображения на схеме нужно проделать следующее. Щелкнуть на закладке Elcm, ' *< msub.emp - Microwi Fils Edit Schematic Draw View i+i E3 MeasDevice йЗ) Microstrip ffi Nonlinear S W PRE_RELEASE О Ports ffi $ Sources T -ЙЗ Stripline расположенной внизу окна просмотра эле- ментов. Выделить папку Substrates, щелк- нув на ней два раза. Найти элемент MSUB (несимметричная микрополосковая линия) рис. 1.187 и перетащить ее на схему рис. 1.188. Substrates И -Obsolete i+l- -•=- Transmission Lines ВЙ Library Э & Data TfT Subcrcuits Рис. 1.187 Рис. 1.188 97
По умолчанию установятся следующие параметры: Ег = 3,38 — относительная диэлектрическая постоянная диэлектрика; Н = 0,001 — толщина диэлектрика; Т = 5 -10-5 м — толщина проводника; RhO = 1 — объемное сопротивление металла, нормированное к золоту; Tand = 1 -10~12 — тангенс угла диэлектрических потерь; ErNom = 3,38 — номинальная относительная диэлектрическая посто- янная. Шаг 4. Задание диапазона частот Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта), вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Op- tions. Ввести диапазон рабочих частот так, как показано на рис. 1.189. Рис. 1.189 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 5. Добавление графиков Задать построение графика (см. шаг 4 примера 1.11) мнимой части входного сопротивления ImZBX (рис. 1.174). Шаг 6. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика (см. шаг 12 примера 1.1). На' вести курсор на строку ImZIN, щелкнуть правой клавишей и выбрать Add Measurement (Добавить вычисление). Для графика «ImZBX» выбрать Linear, ZIN, Imag. (Мнимая), Idling circU' it, Port index — 1 (рис. 1.190). Нажать кнопки Apply (Применить) и OK. 98
. ч+s. 44ou.i.u.jnu^iiio иииригпииления линии Рис. 1.190 Шаг 7. Анализ цепи Начать расчет, нажать кнопку, похожую на след молнии, Analyze (Ана- лиз) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построится не очень «красивый» график (рис. 1.191). I^j ImZBX________________________ OBJ&cj Frequency (GHz) Рис. 1.191 Щелкнуть два раза мышкой на легенде этого графика. В появившемся окне (рис. 1.192) убрать галочку Left Y-Axic/Auto limits и установить Minimum -500, Maximum 500. Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Построится график мнимой части входного сопротивления от частоты (рис. 1.193). Как видно из этого рисунка, график имеет вид перевернутой котанген- соиды. Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (шаг 15 Примера 1.1), исследовать влияние на график изменения величины длины Линии L. Студентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется рассчитать длину волны в данной линии. 99
1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной ооласти Рис. 1.192 Шаг 8. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 9. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). 100
2. Моделирование электрических цепей во временной области Подвергнем анализу простейшую R-цепь, показанную на рис. 2.1, с по- мощью закона Ома для мгновенных величин. i(t)r Рис. 2.1 Пусть u(t) = Umcos(2nft + <р) — мгновенное напряжение источника; Um = 1 В — амплитуда; f = 2 кГц — частота; t — время; <р = 0° — началь- ная фаза; R = 100 Ом — сопротивление нагрузки. Согласно закону Ома, мгновенный ток в этой цепи будет равен COS(2^ + ф) г „ ~ X ЦО = =------7-----= COSGM + ф), К Я где /,„ = - 0,01 А —- амплитуда тока. R 100 Модель источника переменного напряжения, используемая в Microwa- ve Office, и ее параметры приведены на рис. 2.2. Вместо измерительного прибора в программе используется I_METER (измеритель тока) (рис. 2.3). Продемонстрируем, как с помощью Microwave Office можно смодели- ровать эту схему. Источник косинусоидального напряжения: ACVS Символ Измеритель тока: l_METER Параметры Рис 2.2 Символ Параметры I Name I Description 1 Unit Type I Default | [ ID |Current meter name |Text | AMP1 Рис. 2.3 101
z. моаелирование электрических цепей во временной области Пример 2.1. Закон Ома Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, Ohm и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.4, а), ввести на- звание для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, R. Далее нажать ОК. Create New Schematic Enter Schematic Name OK Cancel | Рис. 2.4, a ' В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы R (рис. 2.4, б). Рис. 2.4, б Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у Lumped Element и, наконец, на щелкнуть на Resistor (Рези- стор). Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Пере- нести один идеальный резистор RES на поле схемы. Использовать правую кнопку мыши, чтобы повернуть этот элемент на угол в 90°. 102
Пример 2.1. Закон Ома Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Щелкнуть на «+» у Sources, затем щелкнуть на АС (Переменный ток), Внизу окна просмотра элементов появится список источников (рис. 2.5). Перенести один источник напряжения ACVS на поле схемы. . Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элементог появится список приборов (рис. 2.6). Перенести один измеритель токе I METER на поле схемы. . Ohm.emp - Micro wave Office File Edit Project Simulate Options Window Help | D cSBiX ' Linear Devices Д, • +j 4 F Lumped Element MeasDevice + Microstrip > +j ^Nonlinear № t+f W PRE_RELEASE i+i D~ Ports r-J 0 Sources Ф AC < Ф DC | (+, 2Ф Dependent 1$ Noise jUt Signals (Tone 1) рК Ohm.emp - Microwave Office File Edit Project Simula® Options Window Help ££) Microstr?) ф ^Nonlinear 1+) SP PRE_RELEASE ;+: О Ports 5 ф Sources [. $ AC Г.$ DC = iP Dependent Linear Devices HF Lumped Element |Ut Signals (Tone 2) v ACCS ACCSS ACVSNS 6 4> DPWRSMP I p : x x > в ACCS2 HJEI ACVSS ACCSN ACVS2 PWRSMP P METER3 Рис. 2.5 Рис. 2.6 Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примерА 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Установить глобаль- ные единицы измерения (kHz — кГц, ns — нс, Ohm — Ом, V — В, I — А) проекта (Pro- ject Options > Global Units) так, как это показано на рис. 2.7. Нажать кнопку' ОК. Задать необходимые парамет- ры элементов (см. шаг 9 приме- РА 1.1). В результате получится следу- ющая схема (рис. 2.8). Рис. 2 7 103
2. Моделирование электрических цепей, во временной области Шаг 3. Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options. Ввести рабочую частоту 2 кГц, установить Single point (Одна точка) (рис. 2.9). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 2 9 Шаг 4. Добавление графика тока Задать построение графика «Itime» зависимости тока от времени i(t). 104
На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.10). Рис. 2.10 Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- вое название графика, например, Itime. Нажать ОК. В результате появится пустое окно графика (рис. 2.11). Рис. 2.11 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика i(t). Навести курсор на строку Itime, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measurement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Current, Measu- rement — Itime, Data Source Name — R, Measurement Component — 1_ME- 105
__.--------.-------.---------------------- ' TER.AMP1, Frequency Swp Index (2 kHz) — 1, Power Swp Index (not used) — 1 (рис. 2.12). Рис. 2.12 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молний, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся два периода i(t) моделируемой цепи (рис. 2.13). fe* Itime П№| Рис. 2.13 Как видно из этого графика амплитуда тока Im = 0,01 А. С помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1) исследовать влияние начальной фазы (Ang) переменного напряжения на график тока. Студен- там, изучающим ОТЦ, обосновать вывод относительно формы напряже- ния и тока в R-цепи. Шаг 8. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. 106
Шаг 9. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Делитель напряжения Студентам, изучающим.ОТЦ, будет интерес- но исследовать с помощью персонального компьютера и программы схему резистивного делителя напряжения, показанную на рис. 2.14. Здесь R] = 80 Ом, R2 = 20 Ом. Коэффициент деления К в этом случаи равен R1 Рис. 2.14 К = —— = - 20 = 0,2 Я, + R2 80 + 20 ’ Если принять, что U|(t) = Urnicos(27tft + <р) — мгновенное напряжение на входе делителя; Um] = 1 В — амплитуда; f = 2 кГц — частота; t — время; <р = 0° — начальная фаза, то напряжение на выходе будет иметь следующий вид: u2(t) = К Ui(t) = KUmicos(27rft) = Um2cos(2nft), где Um2 = KUm] = 0,2 В — амплитуда напряжение на выходе делителя. Для наблюдения за выходным напряжением в программе можно испо- льзовать V_METER (измеритель напряжения) (рис. 2.15). Измеритель напряжения: V_METER Символ Параметры Name [Description & . L-? .| Unit Type [Default I ID I Volt meter name [Text [ VM1 Рис. 2.15 Покажем, как с помощью Microwave Office можно смоделировать схему Данного делителя напряжения во временной области. Пример 2.2. Резистивный делитель напряжения HJar 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). 107
Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, divider (делитель) и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.16) ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Voltage Divider (делитель напряжения). Далее нажать ОК. Рис. 2.16 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Voltage Di- vider (делитель напряжения) (рис. 2.17). Рис. 2.17 Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у Lumped Element и, наконец, щелкнуть на Resistor (Резистор) Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести два идеальных резистора RES на поле схемы. Использовать правую кноп- ку мыши, чтобы повернуть R2 на угол в 90°. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Щелкнуть на «+» у Sources, затем щелкнуть на АС (Переменный ток) Внизу окна просмотра элементов появится список источников (рис. 2.5)- Перенести один источник напряжения ACVS на поле схемы. 108
Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элементов появит- ся список приборов (рис. 2.18). Перенести один измеритель напряжения V_METER на поле схемы. Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Установить глобальные единицы измерения (kHz — кГц, ns — нс, Ohm — Ом, V — В, I — А) проекта (Project Options > Global Units) (рис. 2.7). Нажать кнопку ОК. Задать необходимые параметры эле- ментов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получим следующую схе- му (рис. 2.19). gR diode,emp - Microwave Office Eile Edit project Simulate Options Window Це Ip ; □ cSBix .к if £0 Coplanar -EГ General Interconnects Linear Devices [f HP Lumped Element ЙР Microstrip Nonlinear ф S7 PRE_RELEASE ЙЙ [> Ports j+: 0 Sources '+ 33 Stripline ;+ S3 Substrates -сэ- Transmission Lint 4 I DPWRSMP I.METER PWRSMP Рис. 2.18 Шаг 3. Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) ввер- ху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options. IOS
Ввести рабочую частоту 2 кГц, установить Single point (Одна точка) (рис. 2.9). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 4. Добавление графика напряжения Задать построение графика «Vtime» зависимости напряжения на выходе делителя от времени ii2(t). На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.20). Рис. 2.20 Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- вое название графика, например, Vtime. Нажать ОК. В результате появит- ся пустое окно графика (рис. 2.21). Рис. 2.21 ПО
цЗаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика U2(t). Навести курсор на стро- ку Vtime, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measurement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Voltage, Measu- rement — Vtime, Data Source Name — Voltage Divider, Measurement Compo- nent — V_METER.AMP1, Frequency Swp Index (2 kHz) — 1, Power Swp In- dex (not used) — 1 (рис. 2.22). Рис. 2.22 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся два периода ii2(t) моделируемой цепи (рис. 2.23). Рис. 2.23 111
Из этого графика хорошо видно, что, как и ожидалось, амплитуда вы- ходного напряжения равна 0,2 В. С помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1) исследовать влияние сопротивления R.2 на амплитуду выходного напряжения. Студентам, изу- чающим ОТЦ, обосновать вывод формулы коэффициента передачи рези- стивного делителя напряжения. Шаг 8. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 9. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Дифференциирующая цепь Найдем с помощью программы напряжение на выходе дифференцирующей цепи (рис. 2.24). Примем ui(t) = Un1icos(2nft + ф) — мгновенное напря- Рис. 2.24 жение на входе цепи; Umj = 1 В — амплитуда напряжения; f = 500 МГц — частота; t — время; <р = 0° — начальная фаза; С] = 10 пФ. Рассчитаем реактивное сопротивление конденсатора Хс = -4— =------------1--------= 31,8 Ом с 2л/С, 2л500 106 10 • 10" 2 Если выбрать сопротивление R] = 3 Ом т.,е. в 10 раз меньше, чем Хс> то напряжение на выходе будет пропорционально производной по време- ни от напряжения на входе, а сама цепь будет практически дифференци- рующей. Выходное напряжение в этом случае будет выражаться следующей за- висимостью: «,(/) « RC^ = -InfRC = -0,094 sin(2n/t), at «2(0 = -C4n2Sin(2n/Z), где t/m2 = 0,094 В — амплитуда напряжения на выходе цепи. 112
В качестве источника входного косинусоидального напряжения выбе- рем ACVS (рис. 2.2). Для наблюдения за выходным напряжением в программе можно испо- льзовать V_METER (измеритель напряжения) (рис. 2.15). Покажем, как с помощью Microwave Office можно получить выходное напряжение дифференцирующей цепи. Пример 2.3. Дифференцирующая цепь Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, dif (диф.) и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.25), ввести назва- ние для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Differentia- ting Circuit (дифференцирующая цепь). Далее нажать ОК. Create New Schematic Enter Schematic Name |Diffeientiatirig Cucuilj | ДК j Cancel | Рис. 2.25 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Differentia- ting Circuit (дифференцирующая цепь) (рис. 2.26). 53 Differentiating Circuit f-Г <„ ii)> Рис. 2.26 ИЗ
Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за_ тем на «+» у Lumped Element и, наконец, на щелкнуть на Resistor (Резцч стор). Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Пере, нести идеальный резистор RES на поле схемы. Использовать правую кнопку мыши, чтобы повернуть R] на угол в 90°. Щелкнуть на Capacitor (Конденсатор). Внизу окна появится список ем. костных элементов. Перенести идеальный конденсатор САР на поле схемы Щелкнуть на «+» у Sources, затем щелкнуть на АС (Переменный ток) Внизу окна просмотра элементов появится список источников (рис. 2.5) Перенести один источник напряжения ACVS на поле схемы. Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элементов появится список приборов (рис. 2.18). Перенести один измеритель напря- жения V_METER на поле схемы. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста- новить глобальные единицы измерения (MHz — МГц, ns — нс, Ohm — Ом, V — В, I — А) проекта (Project Options > Global Units) (рис. 2.7). На- жать кнопку ОК. Задать необходимые параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получим следующую схему (рис. 2.27). Рис. 2.27 Шаг 3. Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options. 114
Двести рабочую частоту 500 МГц, установить Single point (Одна точка) (р(1с. 2.9). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. ||)аг 4. Добавление графика напряжения Задать построение графика «Vtime» зависимости выходного напряже- ния от времени u2(t). Да инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.20). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- вое название графика, например, Vtime. Нажать ОК. В результате появит- ся пустое окно графика (рис. 2.21). Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика u2(t). Навести курсор на стро- ку Vtime, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measurement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Voltage, Measu- rement — Vtime, Data Source Name — Differentiating Circuit, Measurement Component — V_METER.AMP1, Frequency Swp Index (500 MHz) — I, Power Swp Index (not used) — 1 (рис. 2.28). Рис. 2.28 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. ^аг 6. Анализ цепи . Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Апа- (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). Ь результате построятся два периода выходного напряжения u2(t) моде- 1иРУемой цепи (рис. 2.29). 115
Рис. 2.29 Из этого графика хорошо видно, что, как и ожидалось, амплитуда вы- ходного напряжения равна расчетной. С помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1), исследовать влияние сопротивления R, и Ci на амплитуду выходного напряжения. Студентам, изучающим OTU, найти такое значение сопротивления Rj, при котором цепь будет квазидифференцирующей. Шаг 8. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 9. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Схемы с полупроводниковым диодом Рассмотрим простейшую выпрямительную схему (рис. 2.30). Будем считать, что на вход от генератора подается мгновенное синусо- идальное напряжение U|(t) = Umcos(2nft), Um = 20 В, f = 500 МГц. Сопро- тивление нагрузки RH = 100 Ом. Рис. 2.30 116
I Для наблюдения входного и выходного напряже- ний используется двухлучевой осциллограф. Покажем, как с помощью Microwave Office мож- но смоделировать эту схему. Обозначение и одна из эквивалентных схем дно- SPICE модель диода: SDIODE Символ Эквивалентная цепь Рис. 2.31 да, применяемая в программе, показаны на рис. 2.31. Параметры такого диода и его характеристики можно найти в Help > Getting Started. Модель источника переменного напряжения ACVS, используемая в Microwave Office, и ее пара- метры приведены на рис. 2.2. Вместо осциллографа в программе можно испо- льзовать V_METER (измеритель напряжения) (рис. 2.15). Используя встроенный оператор Frequency Domain Voltage: Vham, мож- но получить дискретные АЧХ и ФЧХ, т. е. получить коэффициенты разло- жения мгновенного напряжения в тригонометрический ряд Фурье u(t) = ^Vtamk cos(2&/,/ + <рД к где «(/) — мгновенное напряжение; t — время; f — частота первой гармоники; к — номер гармоники; Vtam^ — амплидуда k-й гармоники; <р4 — начальная фаза k-ой гармоники. Пример 2.4. Диодный однополупериодный выпрямитель Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать Имя своему проекту, например, diode и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и выбрать Команду New Schematic... (Новая схема) или сРазу нажать на кнопку New Schematic (Рис. 2.32). В появившейся форме Create New Sche- matic (рис. 2.33) ввести название для новой diode.emp - Microwave Office File Edit Project Simulate Options Window Help □ йьПх S3 Design Notes i |№w Schema^"" Project Options j / 1-----------------1 ЁУ Global Definitions ! * Q] Data Files в Lil Circuit Schematics Рис. 2.32 117
схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Rectifier (Выпрямитель). Далее нажать кнопку ОК. Create New Schematic Enter Schematic Name | Rectifier] OK I Cancel Рис. 2.33 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Rectifier (Выпрямитель) (рис. 2.34). Рис. 2.34 Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у Lumped Element и, наконец, щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести один идеальный резистор RES на поле схемы. Использовать правую кноп- ку мыши, чтобы повернуть этот резистор на угол в 90°. Щелкнуть на «+» у Nonlinear, затем щелкнуть на Diode (Диод). Внизу окна просмотра элементов появится список диодов (рис. 2.35). Перенести один диод SDIODE на поле схемы. Щелкнуть на «+» у Sources, затем щелкнуть на АС (Переменный ток). Внизу окна просмотра элементов появится список источников (рис. 2.9)- Перенести один источник напряжения ACVS на поле схемы. Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элементов появится список приборов (рис. 2.15). Перенести один измеритель напря- жения V_METER на поле схемы. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста' новить глобальные единицы измерения (MHz — МГц, ns — нс, Ohm 118
. diode.emp - Microwave Office pje Edit Project Simulate Options Window j □ & u | > me. й й| 91 Coplanar Xi -S3- General 1 Interconnects | Linear Devices j. 41-Lumped Element E3 MeasDevice ОЯ Microstrip _j Nonlinear ............... [ , -< BJT f 41- Capacitor .-C+- Diode ......... —• 1 < FET Other Рис. 2.36 1 -CZJ- Volterra Devi v- DIODE 1 PNIV I —-**— I WODE2 PNIV_N I— I PINDO Рис. 2.35 Ом, V — В) проекта (Project Options > Global Units) так, как это показано на рис. 2.36. Нажать кнопку ОК. Задать необходимые параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получим следующую схему диодного выпрямителя (рис. 2.37). 119
Шаг 3. Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится. форма Project Options. Ввести рабочую частоту 500 МГц, установить Single point (Одна точка\ (рис. 2.38). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 2.38 Шаг 4. Добавление графика Задать построение двух кривых напряжений Uj(t) и uj(t) на одном гра- фике. На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.39). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- Рис. 2.39 120
Пример 2.4. Диодный однополупериодный выпрямитель рОе название графика, например, U1 and U2. Нажать ОК. В результате по- яВится пустое окно графика (рис. 2.40), Рис. 2.40 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика Ui(t). Навести курсор на стро- ку Ы and U2, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measu- rement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Voltage, Measu- rement — Vtimt, Data Source Name — Rectifier, Measurement Component — ACVS.V1, Frequency Swp Index (500 MHz) — 1, Power Swp Index (not used) — 1 (рис. 2.41). Рис. 2.41 Нажать только кнопку Apply (Применить). ТгпЛя построения u2(t) выбрать в Measurement Component — V_ME- tR-VMl (рис. 2.42).
2 Моделирование электрических цепей во временной области Рис. 2.42 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате на одном графике построятся два периода напряжений на входе ui(t) и выходе u2(t) моделируемой цепи (рис. 2.43). Рис. 2.43 Как видно из этого графика, u2(t) представляет собой пульсирую^66 напряжение. Шаг 7. Построение выходного спектра Для построения дискретного линейчатого спектра (коэффициенты тР11 тонометрического ряда Фурье) добавить еще один график (см. шаг 4), звать его, например, Spectrum (Спектр) (рис. 2.44).
Пример 2.4. Диодный однополупериодный выпрямитель Рис. 2.44 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Задать расчетные величины для графика спектра. Навести курсор на строку Spectrun, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Mea- surement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Voltage, Measu- rement — Vharm вместо Vtime, Data Source Name — Rectifier, Measurement Component — ACVS.V1, Frequency Swp Index (500 MHz) — I, Power Swp In- dex (not used) —1 (рис. 2.45). Если выбрать Mag., то будет построен амплитудный спектр, если вы- брать Angle — фазовый. Выбрать Mag. Рис. 2.45 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Запустить анализ цепи (см. шаг 6). В результате построиться амплитуд- ный спектр выходного сигнала (рис. 2.46). 8. анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Апа- :е (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). 1 эт
2. Моделирование электрических цепей во временной области ......... . . . ----------------------------------------- — В результате на одном графике построятся два периода напряжений ца входе U[(t) и выходе U2(t) моделируемой цепи (рис. 2.43). Рис. 2.46 Читателю рекомендуется самостоятельно построить амплитудный спектр входного сигнала, а студентам, изучающим ОТЦ, еще и объяснить, почему он такой (рис. 2.47). Рис. 2.47 С помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1) исследовать влияние амплитуды входного сигнала (Mag) на графики напряжения и спектра. Шаг 9. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два pa# на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. пл
пример л.а. ионополупериодное выпрямление в цепи с конденсатором цдаг Ю. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий дцск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или gave Project As (Сохранить проект как). U2(t) Рис. 2.48 Пример 2.5. Однополупериодное выпрямление в цепи с конденсатором Подключим конденсатор С( = 4 мкФ параллельно нагрузке (рис. 2.48). Покажем с помощью программы, что это позволит существенно умень- шить пульсации выходного напряжения uj(t). [Ваг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду Open Project (Открыть проект). Загрузить файл примера 2.4 diode.emp. Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать новое имя проекту, например, diode_c и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Подключение конденсатора Щелкнуть на закладке Elem, на «+» у Lumped Element и на Capacitor. Выделить идеальный конденсатор САР, щелкнув на нем левой кнопкой мыши. Удерживая левую кнопку нажатой, перетащить этот элемент на поле схемы и установить параллельно резистору нагрузки. Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста- новить глобальную единицу измерения емкости uF — мкФ проекта (Pro- ject Options > Global Units) так, как это показано на рис. 2.49. Нажать кнопку ОК. Рис. 2.49 125
z.. niUUCJlupuounuc слсл/ирическил IjCUCU DU оремеппии UUJIUUHua- В результате получим следующую схему диодного выпрямителя с ко1( денсатором (рис. 2.50). Шаг 3. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате на одном графике построятся два периода напряжений на входе ui(t) и выходе U2(t) моделируемой цепи с конденсатором (рис. 2.51). Рис. 2.51 Как видно из этого рисунка, пульсации выходного напряжения отсу^ ствуют. На самом деле они есть. Щелкнуть два раза на легенде графика в появившемся окне Graph Properties в Left Y-Axis удалить галку у Auto f inits, установить Minimum 19.1176 и Maximum 19.1178 (рис. 2. 52). 126
пример л.о. миниполупериооное выпрямление в цепи с конденсатором ГО Рис. 2.52 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. В результате получится график, на котором видны пульсации выходно- напряжения (рис. 2.53). jgjui and U2 ' Time (ns) Рис. 2.53 UJar 4. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза На Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать Необходимый текст по своему усмотрению. ^аг 5. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню **е (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Рго- Jeet As (Сохранить проект как). 127
Пример 2.6. Мгновенная мощность Рис. 2.54 R Рассмотрим энергетические процессы для RL-цепи, находящейся под воздействием косинусоидального на- пряжения (рис. 2.54). Нас будет интересовать мгновенная мощность в RL-цепи. p(t) = u(t) i(t) — мгновенная мощность; u(t) = Lfmcos(27tft + ср) — мгновенное напряжение на входе цепи; Um = 1 В — амплитуда напряжения; f = 500 МГц — частота; t — время; ср = 0° — начальная фаза; i(t) — мгновенный ток; R = 220 Ом; L = 100 нГн. Для нахождения мощности в программе можно использовать измери- тель мощности PMETER3 (рис. 2.55). 3-х полюсный измеритель мощности: P_METER3 Символ jR2 к |з Параметры Name | Description ~] Unit Type | Default | ID Element ID [Text| P1 Рис. 2.55 Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, power и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кноПЙ' New Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.56), ввести назва ние для новой схемы, печатая поверх Schematic I, например, RL. ДаДе£ нажать ОК. 128
Ч 4.и. лп^пиосппи-м мищнисть Рис. 2.56 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы RL (рис. 2.57). Рис. 2.57 Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у Lumped Element и, наконец, щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести один идеальный резистор RES на поле схемы. Щелкнуть на Inductor (Катушка). Внизу данного окна появится список индуктивных элементов. Перенести одну идеальную катушку IND на поле схемы. Использовать правую кнопку мыши, чтобы повернуть эту катушку на Угол в 90°. Щелкнуть на «+» у Sources, затем щелкнуть на АС (Переменный ток). Внизу окна просмотра элементов появится список источников (рис. 2.9). Перенести один источник напряжения ACVS на поле схемы. Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элементов Появится список приборов (рис. 2.15). Перенести один измеритель мощ- ности P_METER3 на поле схемы. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейти обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Уста- новить глобальные единицы измерения (MHz — МГц, mW — мВт, Ohm — 129
Ом, V — В) проекта (Project Options > Global Units) так, как это показано на рие. 2.58. Нажать кнопку ОК. Рис. 2.58 Задать необходимые параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получим следующую схему RL-цепи с измерителем мгно- венной мощности (рис. 2.59). Шаг 3; Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options 130
пример z.t). Мгновенная мощность Ввести рабочую частоту 500 МГц, установить Single point (Одна точка) (рис. 2.38). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Create Graph Graph name jPtimej Cancel Help [ Шаг 4. Добавление графика Задать построение кривых мощно- сти p(t). На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить график) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.60). -Graph Туре-------- <• Rectangular С Smith Chart Polar С Histogram Antenna Plot О' Tabular О Constellation Установить тип графика Rectangular ч Рис. 2.60 (Прямоугольная) система координат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 новое название графика, например, Ptime. Нажать ОК. В результате появится пустое окно графика (рис. 2.61). На Ptime LZIE® Рис. 2.61 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для графика p(t). Навести курсор на строку Ptime, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measurement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Power, Measure- ment — Ptimt, Data Source Name — RL, Measurement Component — P_ME- TER3.P1, Frequency Swp Index (500 MHz) — 1, Power Swp Index (not Used) - 1 (рис. 2.62). 131
2 Моделирование электрических цепей во временной области Рис. 2.62 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате на одном графике построятся два периода мгновенной мощности p(t) RL-цепи (рис. 2.63). Рис. 2.63 Читателю рекомендуется обратить внимание на то, что площадь, огра- ниченная положительными ординатами кривой мощности, больше пло- щади отрицательных участков. Студентам, изучающим ОТЦ, объяснить, почему так получается. С помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1) исследовать влияние сопротивления R1 на график мгновенной мощности. Заменить катушку конденсатором и провести повторный анализ этой цепи. Заменить кон- денсатор коротким замыканием и вновь провести анализ. Студентам, изу- чающим ОТЦ, сделать выводы. 132
Пример 2.7. Усилитель на полевом транзисторе ц|аг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. ц]аг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 2.7. Усилитель на полевом транзисторе I » Рассмотрим пример, приведенный в Quick Start Guide. Это усилитель на полевом транзисторе (рис. 2.69). Здесь Ц = 100 нГн, С] = Сг = 1 пФ, Z = 50 Ом, Vj = 2 В. Для этой схемы нам понадобится источник постоянного напряжения DCVS (рис. 2.64). Источник постоянного напряжения: DCVS Символ Параметры Name | Description | Unit Type | Default ID Voltage source ID______________Text_________ V1 V I DC voltage [Voltage | 1V Рис. 2.64 TOM1 FET модель: TOM1 Символ 1 'll
2. Моделирование электрических цепей во временной области Обозначение и одна из эквивалентных схем полевого транзистора, при- меняемая в программе, показаны на рис. 2.65. Параметры такого полевого транзистора и его характеристики можно найти в Help > Getting Started. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, amp и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.66), ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Amplifier (Усили- тель). Далее нажать кнопку ОК. Create New Schematic Рис. 2.66 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Amplifier (Усилитель) (рис. 2.67). I'M
Пример 2.7. Усилитель на полевом транзисторе Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Е1еш, затем на’ «+» у Lumped Element и, наконец, щелкнуть на Capacitor. Выделить идеальный конденсатор САР, щелкнув на нем левой кнопкой мыши. Перенести, два идеальных конденса- тора САР на поле схемы. Щелкнуть на Inductor (Катушка). Внизу данного окна появится список индуктивных элементов. Перенести одну идеальную ка- тушку IND на поле схемы. Использовать правую кнопку мыши, чтобы повернуть эту катушку на угол в 90°. Щелкнуть на «+» у Sources (Источники), затем щелкнуть на DC (Постоянный ток). Внизу окна просмотра элементов появится список источников. Перенести один источ- ник постоянного напряжения DCVS на поле схемы. Щелкнуть на «+» у Nonlinear и на FET. Выделить элемент ТОМ1, щелкнуть на нем левой кнопкой мыши (рис. 2.68). Перенести данный полевой транзистор на поле схемы. pT| E'le Edit Project Simulate Option ] d cs e|x x чай c 4? iSL Coplanar a i+1 О General : -jr>- Intcrconnecis t; Linear Devices Д4F Lumped Element । ' Ft E3 MeasDevice i EH-Microstrip | Й Nonlinear ' _ - < BJT I -41- Capac tor ra- Diode -4? FEi jg-.......... . C3- Other -И- Volterra Devices ffl 5? PRE RELEASE . . -L. ,_ ...^1 д' MATRK STOM1 -t] ME Г LD... TOMI —— MNFET TOM2 I I I Перенести на. поле схемы два элемента рис. 2.68 PORT (Порт). Перенести на поле схемы два элемента GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1) (рис. 2.69). Рис. 2.69 135
u.tjununui: электрических цепей во временной области Щелкнуть два раза на элементе PORT Pl. Выбрать закладку Port. В Port type (Тип порта) установить Source (Источник), в Tone tyne выбрать Топе 1 (Односигнальный анализ) (рис. 2.70). Рис. 2.70 В результате получим следующую схему (рис. 2.71). Рис. 2.71 Шаг 3. Добавление графиков Задать построение кривых мгновенного тока на входе (PORT 1) и выхо- де (PORT 2) усилителя. На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- 136
вое название первого графика, например, INPUT. Нажать ОК. В результа- те появится пустое окно графика. Аналогично добавить второй график для выходного тока с именем OUTPUT. ц1аг 4. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для первого графика i(t). Навести курсор на строку INPUT, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measu- rement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Current, Measu- rement — Itimt, Data Source Name — Amplifier, Measurement Component — POPT_1, Frequency Swp Index (1 GHz) — 1, Power Swp Index (—50) — 1 (рис. 2.72). Рис. 2.72 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Аналогично добавить вычисления для второго графика тока (PORT_2) рис. 2.73. Рис. 2.73 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. 137
Шаг 5. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Апа~ lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся два периода мгновенного тока на входе (рис. 2.74) и на выходе цепи (рис. 2.75). Рис. 2.74 Рис. 2.75 С помощью подстройки (см. шаг 15 примера 1.1) исследовать влияние величины входного сигнала Pwr (PORT Pl) на графики мгновенных токов. Шаг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. 138
Д1аг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 2.8. ВАХ полевого транзистора Для расчета усилителей необходимо иметь вольт-амперные характери- стики (ВАХ) транзистора. В программе для этого есть I-V Curve Trace I at Swept Terminal: IVCurve (Измеритель BAX) (рис. 2.76). Построим BAX по- левого транзистора при изменении напряжения сток-исток от 0 до 3 В с шагом 0,1 В при различных напряжениях на затворе от 0 до 0,6 В с ша- гом 0,3 В. Покажем, как «снять» ВАХ транзистора с помощью программы. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, IV_FET и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.77), ввести название новой схемы, печатая поверх Schematic I, например, FET. Далее на- чать кнопку ОК. В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы FET (Рис. 2.78). 139
Create New Schematic Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у MeasDevice (Приборы), затем щелкнуть на IV. Внизу окна просмотра появится список приборов (рис. 2.79). Перенести один измери- тель ВАХ IVCURVE на поле схемы. Щелкнуть на «+» у Nonlinear и на FET. Выделить элемент ТОМ1, щелк- нуть на нем левой кнопкой мыши (рис. 2.68). Перенести данный полевой транзистор на поле схемы. Перенести на поле схемы два элемента GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Задать необходимые параметры измене- ния напряжения. В результате получим следующую изме- рительную схему (рис. 2.80). Шаг 3. Добавление графика Задать построение ВАХ полевого транзи- стора (FET). На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить график) и щел- кнуть по ней. Появится форма Create Graph IV_FET.emp - Microwave Office File Edit Schematic Draw View Project Simulate I D I i+i Coplanar a' H-j General ‘ p-'"'-Interconnects | i- Linear Devices • :+ 41- Lumped Element ЕП MeasDevice -E3- Controls IV =5- Probes :+l £=S7 Microstrip ,+i Nonlinear ;|i Sp PRE-RELEASE =+] О Ports Jfj- 0 Sources v:. Рис. 2.79 (Формат графика) (рис. 2.81). 140
Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система координат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 новое название графика, например, IV characteristic. Нажать ОК. В результате появится пустое окно графика (рис. 2.82). Шаг 4. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для построе- ния ВАХ FET. Навести курсор на строку IV characteristic, щелкнуть правой клавишей и 141
тиислирмисиилс им c*^ztzzrn^»i.fic/t* иилиь»*»•** выбрать команду Add Measurement (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Current, Measu- rement — IVCurve. Data Source Name — FET (рис. 2.83) Рис. 2.83 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 5. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся ВАХ FET (рис. 2.84). Шаг 6. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. 142
Шаг 7. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню file (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Аналогично можно построить ВАХ диода. Пример 2.9. ВАХ диода Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, IV_Diode и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New Schematic. В появившейся форме Create New Sche- matic (рис. 2.85) ввести название для но- вой схемы, печатая поверх Schematic 1, на- пример, Diode (Диод). Далее нажать кноп- ку ОК. В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Diode (рис. 2.86). Перейти в окно просмотра элементов, Рис. 2.85 щелкнуть на закладке Elem, затем на «+» у Lumped Element и, наконец, Щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится список ре- Рис. 2.86 143
зистивных элементов. Перенести один идеальный резистор RES на поде схемы. Щелкнуть на «+» у MeasDevice (Приборы), затем щелкнуть на IV. Внизу окна просмотра появится список приборов (рис. 2.79). Перенести один измеритель ВАХ IVCURVE на поле схемы. Щелкнуть на «+» у Nonlinear, затем щелкнуть на Diode (Диод). Внизу окна просмотра элементов появится список диодов (рис. 2.35). Перенести один диод SDIODE на поле схемы. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками и задать параметры изменения на- пряжения так, как показано на рис. 2.87. SDIODE ID=SD1 IVCURVE AFAC=1.0- ID=IV1 VSWEEP_start=0.2 V VSWEEP_stop=0.6 V VSWEEP_step=0.02 V VSTEP_start=O V VSTEP_stop=0 V . VSTEP_step=1 V □ Рис. 2.87 Шаг 3. Добавление графика Задать построение ВАХ. На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.88). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система коорди- нат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 но- вое название графика, например, ВАХ. Нажать ОК. В результате появится пустое окно графика (рис. 2.89). 144
Рис. 2.88 Шаг 4. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для построения ВАХ. Навести курсор на строку ВЛХ, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measure- ment (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Current, Measu- rement — IVCurve, Data Source Name — Diode (рис. 2.90). Рис. 2.90 Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Шаг 5. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Ana- lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся ВАХ диода (рис. 2.91). 145
^влх___________________________ ' Рис. 2 91 Шаг 6. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 7. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 2.10. Законы Кирхгофа С помощью данной программы можно моделировать цепи постоянного тока. Рассмотрим резистивную цепь (рис. 2.92). R1 R3 Рис. 2.92 Здесь Е = 120 В, R1 = 6 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 12 Ом. Нас будут интересовать токи во всех ветвях. Студентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется «вручную» рассчитать дан- ную схему, например, методом уравнений Кирхгофа. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). 146
Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать своему проекту, например, Kirchgoff и нажать кнопку Сохранить. щаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку pjew Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.93), ввести название для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, DC. Далее на- чать кнопку ОК. Create New Schematic Рис. 2.93 В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы DC (рис. 2.94). Рис. 2.94 Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, за- тем на «+» у Lumped Element и, наконец, щелкнуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится список резистивных элементов. Перенести три идеальных резистора RES на поле схемы. Использовать правую кноп- ку мыши, чтобы повернуть резисторы на угол в 90°. Щелкнуть на «+» у Sources (Источники), затем щелкнуть на DC (Посто- янный ток). Внизу окна просмотра элементов появится список источни- ков. Перенести один источник постоянного напряжения DCVS на поле скемы. 147
Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элемент^ появится список приборов (рис. 2.6). Перенести три измерителя тОк I_METER на поле схемы. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Задать необходимые параметры элементов. В результате получим следующую схему (рис. 2.95). Рис. 2.95 Шаг 3. Добавление графика Задать таблицу для расчета токов. На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить гра- фик) и щелкнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.96). Установить тип графика Tabular (Таблица). В окне Graph name (Имя графи- ка) ввести поверх надписи Graph 1 новое Рис. 2.96 Рис. 2.97 148
Ujar 4. Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) вверху окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма Project Options. Ввести рабочую частоту постоянного тока 0, установить Single point (Одна точка) (рис. 2.98). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 2.98 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для расчета токов. Навести курсор на стро- ку Currents, щелкнуть правой клавишей и выбрать команду Add Measure- ment (Добавить вычисление). В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Current, Measu- rement — Itime, Data Squrce Name — DC, Measurement Component — I ME- TERAMP1 (рис. 2.99). Нажать кнопку Apply (Применить). Рис. 2.99 149
В окне Measurement Component выбрать 1_METERAMP2. Нажать кноп ку Apply (Применить). В окне Measurement Component выбрать I_METERAMP3. Нажать кноп ку Apply (Применить). Нажать кнопку Cancel (Отмена). Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, д11а lyze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате в таблице появятся величины искомых трех токОп (рис. 2.100). Рис. 2.100 Шаг 7. Пояснительная записка Для создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза на Design Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать необходимый текст по своему усмотрению. Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Пример 2.11. Инвертирующий усилитель В программу включен элемент, моделирующий операционный усили- тель (ОУ) (рис. 2.Ю1). Здесь М — коэффициент усиления ОУ; А — фаза; R1 — сопротивление со стороны инвертирующего входа (-)! R2 — сопротивление со стороны неинвертирующего входа (+); R3 — вы- ходное сопротивление относительно (—) и (+); F — частота уровня 3 дБ; Т — время задержки. Построим входное Uj(t) и выходное U2(t) мгновенные напряжения усИ' лителя, показанного на рис. 2.102. Здесь Rl = 1 Ом; R2 = 2 Ом. Шаг 1. Начать новый проект Запустить Microwave Office. Из меню File (Файл) выбрать команду New Project (Новый проект). 150
Операционный усилитель (сокращенная форма)' ОРАМР Символ Параметры I Name I Description I Unit Type | Default | ID Name Text U1 М DC voltage gain (factor) None 1e+06 А Phase offset Angle 0 Deg R1 H terminal input resistance Resistance 1e+06 Ohm R2 (+) terminal input resistance Resistance 1e+06 Ohm R3 Output resistance Resistance 100 Ohm R4 (+) to (-) terminal resistance Resistance 1e+06 Ohm F 3-dB freq Frequency 100 GHz Т Time delay Time 0 ns Рис. 2.101 Далее выбрать команду Save Project As (Сохранить проект как) и задать имя своему проекту, например, ОРА и нажать кнопку Сохранить. Шаг 2. Создать новую схему Открыть меню Project (Проект), Add Schematic (Добавить схему) и вы- брать команду New Schematic... (Новая схема) или сразу нажать на кнопку New Schematic. В появившейся форме Create New Schematic (рис. 2.103), ввести назва- ние для новой схемы, печатая поверх Schematic 1, например, Operational Amplifier (Операционный усилитель). Далее нажать кнопку ОК. Рис. 2.103 151
В результате этих манипуляций появится чистое окно схемы Operational Amplifier (рис. 2.104). ( Рис. 2.104 Перейти в окно просмотра элементов, щелкнуть на закладке Elem, затем на •«+» у Lumped Element и, наконец, щелк- нуть на Resistor (Резистор). Внизу данного окна появится список резистивных элемен- тов. Перенести два идеальных резистора RES на поле схемы. Щелкнуть на «+» у Sources, затем щелк- нуть на АС (Переменный ток). Внизу окна просмотра элементов появится список ис- точников (рис. 2.9). Перенести один источ- ник напряжения ACVS на поле схемы. Щелкнуть на «+» у General, затем щелк- нуть на Active (Активные) и на Linear (Ли- нейные). Внизу окна просмотра элементов появится список усилителей (рис. 2.105). Перенести один ОУ ОРАМР на поле схемы. Щелкнуть на MeasDevice (Приборы). Внизу окна просмотра элементов появится список приборов (рис. 2.15). Перенести один измеритель напряжения V_METER на поле схемы. Перенести на поле схемы элемент GND (Земля). Соединить элементы проводниками (см. шаг 8 примера 1.1). Перейдите обратно в проект, щелкнуть на закладке Proj (рис. 1.20). Установить гло- File Edit Project Simulate Options j D cSB|X,X ffi Coplanar л £ -ЕЭ- General ........" —• : Active ......... — . a-- l i. tear ““ Non I near I Ш ® Filters t S- Negate [+] 3€ Passive Interconnects Linear Devices i+j H F Lumped Element [ji ШЗ MeasDevice ffi- £53 Microstrip (+; Nonlinear :+. W prerelease AMP Рис. 2.105 152
Пример 2.11. Инвертирующий усилитель нЫе единицы измерения проекта (Project Options) так, как это показа- ло на РиС- 2-106. Рис. 2.106 Нажать кнопку ОК. Задать параметры элементов (см. шаг 9 примера 1.1). В результате получим следующую схему (рис. 2.107). Рис. 2.107
Пример 2.11. Инвертирующий усилитель 2. Моделирование электрических цепей во временной области Шаг 3. Задание рабочей частоты Навести курсор мышки на Project Options (Параметры проекта) вверу. окна просмотра проекта и дважды щелкнуть. Появится форма ProjeCj Options. Ввести рабочую частоту 10 МГц, установить Single point (Одна точка\ (рис. 2.108). Нажать кнопки Apply (Применить) и ОК. Рис. 2.108 Modify Measurement Meas. Туре _ ^Measurement Data Source Name ' 1 пи 1 Nonlinear Current ‘ -- Nonlinear Noise l Nonlinear Paramet. L ’ ^°п^пеаг Power ; TO i'iTW’twf Time domain voltage Vcomp2SP Л i Vcomp3 — Vcomp3SP VcompSP Venv -a. Veye Vharm еизиии v, {operational Amplifier _£j i Measurement Component 1 _ I |ACVS.V1 2*] i Frequency Swp Index (10 MHz) ' - —3 Power Swp Index (not used) Г' — 3: Cancel j Help | Meas. Help | r Г " Complex Modifier 0 r Г 1.1: г j i Result Type Г" Complex Г DB Рис. 2.110 , ТмтУ/АрР1п(11.1>РчИМСНИТЬ)' Выбрать Measurement Component - V METER.AMPl (рис. 2.111). Modify Measurement Meas. Туре Шаг 4. Добавление графика Задать таблицу для расчета токов. На инструментальной панели найти кнопку Add Graph (Добавить график) и щел- кнуть по ней. Появится форма Create Graph (Формат графика) (рис. 2.109). Установить тип графика Rectangular (Прямоугольная) система координат. В окне Graph name (Имя графика) ввести поверх надписи Graph 1 новое название графика, например, U1 and U2. Нажать ОК. В резу- льтате появится пустое окно графика. Рис. 2.109 Шаг 5. Выбор расчетных величин Задать расчетные величины для построения графиков входного и вь1’ ходного напряжений. Навести курсор на строку U1 and 02, щелкнуть пр8' вой клавишей и выбрать команду Add Measurement (Добавить вычислений! В появившемся окне выбрать в Meas. Туре — Nonlinear Voltage, MeaS8 rement — Vtime, Data Source Name — Operational Amplifier, Measured Component — ACVS.V1, Frequency Swp Index (10 MHz) — 1, Power Swp 0 dex (not used) —1 (рис. 2.110). Noise Л Nonlinear Current Nonlinear Noise NonSneai Paramet *j|: Nonlinear Power . Time domain voltage Measurement Vcomp2SP Vcomp3 Vcomp3SP VcompSP Venv Veye Vharm I П weeppfo, £leq5 Complex Modifier——•--—__________ Data Source Name___________ | Operational Amplifier "*] Measurement Component |v_METER VM1 Tj Frequency Swp Index (10 MHz) P-----------------------3. Power Swp Index (not used) , .. . 1 |l----------------------2Ц ' ^ep I ОК i I i Caned | = Help | Result Type V“ Comr-lex I Рис. 2.111 Нажать кнопки Apply (Применить) и Cancel (Отмена). Шаг 6. Анализ цепи Начать расчет, для чего нажать кнопку, похожую на след молнии, Апа- •Vze (Анализ) на инструментальной панели (см. шаг 13 примера 1.1). В результате построятся два графика (рис. 2.112). Как видно из этого рисунка, выходное напряжение превышает входное. Читателю предоставляется самому, с помощью подстройки (шаг 15 ^Римера 1.1), исследовать влияние на график изменения величины R2. УДентам, изучающим ОТЦ, рекомендуется объяснить, почему выходное пРяжение является инверсным по сравнению с входным. 7. Плагин™—----------- создания пояснительной записки в окне проекта щелкнуть два раза Не es*gn Notes (Пояснительная записка). В появившемся окне написать х°димый текст по своему усмотрению.
Заключение Рис. 2.112 Шаг 8. Сохранение всего проекта Для сохранения всего проекта на жесткий диск или дискету из меню File (Файл) выбрать команду Save Project (Сохранить проект) или Save Pro- ject As (Сохранить проект как). Заключение Представленные примеры служат начальным материалом для освоения сложного современного программного обеспечения в сфере схемотехниче- ского моделирования электрических цепей. Проработав их, студент дол- жен поставить перед собой вопрос: «Стоит ли работать с этим пакетом программ или перейти на другой?». Второй вопрос состоит в том, где сту- денту достать 5000$ для покупки Microwave Office.
£Писок использованных источников । фриск В. В. Основы теории цепей. — М.: РадиоСофт, 2002. — 288 с. 2 фриск В. В. ОТЦ. Лабораторный практикум на персональном компь- Тере. - м-: СОЛОН-Пресс, 2002. - 192 с. 10 з фриск В. В. ОТЦ. Сборник задач с примерами применения ПК. — и». СОЛОН-Пресс, 2003. — 192 с. 4 Getting Started Guide. AWR, USA, 2002. — 188 p. 5. Основы теории цепей [Электрон, ресурс]: Поддержка и сопровожде- ние учебного процесса по дисциплине ОТЦ для системы дистанционного Самообразования. — М.: FRISK.NEWMAIL.RU, 1988—2003. — Режим до- ступа: World Wide Web. URL: http://frisk.newmail.ru/. — 30.09.2003. 6. САПР. [Электрон, ресурс]: Microwave Office. — El Segundo: Applied Wave Research Applied Wave Research, 2003. — Режим доступа: World Wide Web. URL: http://www.appwave.com/. — 30.09.2003. 7. Microwave Office. [Электрон, ресурс]: Microwave Office. — El Segundo.: Applied Wave Research Applied Wave Research, 2003. — Режим доступа: World Wide Web. URL: http://www.mwoffice.com/. — 30.09.2003. 8. Электронные САПР. [Электрон, ресурс]: Microwave Office. Описа- ние. — M.: RODNIK SOFTWARE, 2003. — Режим доступа: World Wide Web. URL: http://www.rodnik.ru/. — 30.09.2003. 9. САПР. [Электрон, ресурс]: Microwave Office. — M.: ЭлекТрейд-М, 2003. — Режим доступа: World Wide Web. URL: http://www.eltm.ru/. — 30.09.2003. 10. Разевиг В. Д., Потапов Ю. В., Курушин А. А. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. — М.: СОЛОН-Пресс, 2003. 496 с, 157
Содержание Предисловие...................................................... Введение......................................................... Требование к компьютеру........................................ Установка программы Microwave Office.................... , Инсталляция.................................................... Запуск программы Microwave Office.............................. 1. Моделирование линейных электрических цепей в частотной области.Н Элементы с сосредоточенными параметрами....................13 Частотные характеристики простейших цепей..................14 Пример 1.1. R-цепь .................................... 15 Пример 1.2. Rc-цепь........................................30 Пример 1.3. RL-цепь.................................... .35 Пример 1.4. Фильтр Чебышева..............................40 Пример 1.5. Входное сопротивление........................44 Пример 1.6. Входная проводимость.........................50 Пример 1.7. Индуктивно-связанные цепи....................5& Пример 1.8. Индуктивно-связанные контура.................63 Пример 1.9. Децибелы и логарифмический масштаб......... 68 Пример 1.10. S-парамегры.................................73 Пример 1.11. Частотная зависимость входного сопротивления короткозамкнутого коаксиального кабеля без потерь......89 Пример 1.12. Частотная зависимость входного сопротивления микрополосковой линии..................................95 2. Моделирование электрических цепей во временной области.101 Пример 2.1. Закон Ома....................................Ю2 Пример 2.2. Резистивный делитель напряжения.............107 Пример 2.3. Дифференцирующая цепь........................1И Пример 2.4. Диодный однополупериодный выпрямитель........1И Пример 2.5. Однонолупериодное выпрямление в цепи- с конденсатором........................................12 Пример 2.6. Мгновенная мощность...........................12, Пример 2.7. Усилитель на полевом транзисторе..............12 Пример 2.8. ВАХ полевого транзистора.....................12 Пример 2.9. В АХ диода....................................1 Пример 2.10. Законы Кирхгофа..............................1 Пример 2.11. Инвертирующий усилитель...................... Заключение.................................................. „ 15 Список использованных источников............................lJ 158
магазины Москвы и городов Московской области Торговый Дом «Библио-Глобус» > Lc VJi- Мясницкая, д. 6. ££«8-35-67. Магазин «Московский Дом Книги» Дпоес: Новый Арбат, д. 8. । 203-82-42, 291-78-32. Магазин «Дом технической книги» ipec Ленинский пр-т, д. 40. Гел.: 137-60-38, 137-60-39. I Магазин «Молодая Гвардия» Vipec ул. Б. Полянка, д. 28. Гел.: 238-26-86, 238-50-01. Магазин «Дом книги на Соколе» Адрес: Ленинградский пр-т, д. 78, к. 1. Тел.: 152-82-82, 152-45-11. Магазин «Дом книги на Войковской» Адрес: Ленинградское шоссе, д. 13, стр. 1. Гел.: 150-99-92, 150-69-17. Торговый дом книги «Москва» Адрес: ул. Тверская, д. 8, стр. 1. Тел.: 797-87-16, 229-73-55. Магазин «Дом книги на Новой» Адрес: Шоссе Энтузиастов, д. 24/43. Тел.: 361-68-34, 362-25-16. Магазин «Дом книги в Медведково» Адрес: Заревый проезд, д. 12. Тел.: 478-48-97. Магазин «Дом книги в Сокольниках» Адрес: ул. Русаковская, д. 27. Тел.: 264-81-21. Магазин «Мир школьника» Адрес: ул. Шоссейная, 1. Тел.: 179-57-17. ПБОЮЛ Тимохина И.Ю. Адрес: г. Зеленоград, корп. 1420, кв. 60. Тел.: 533-44-44, 537-60-59. Магазин «Дом книги» Адрес: г. Подольск, пр-т Ленина, д. 158. Тел.: (276) 300-76. ООО «Элара» Адрес: г. Сергиев-Посад. Тел.: (254) 212-52, 455-05. Сеть магазинов «Букберри» Адрес: Калужское ш., ТРК «Мега» Тел.: 789-65-02. ТЦ «Глобал-Сити» Адрес: ул. Кировоградская, д. 14. Тел.: 959-42-39. ТК «Галерея Аэропорт» Адрес Ленинградский пр-т, д. 62а. Тел.: 771-72-61. Магазин издательства «СОЛОН-Пресс» Адрес: ул Бахрушина, д. 28 (м. Павелецкая кольцевая). Тел.: 959-21-03, 959-20-94. Весь ассортимент издательства в наличии.