3.3 Исследование выходной цепи согласования ум.

Проведём анализ выходной цепи согласования усилителя мощности

На частоте 610 МГц (рис. 2.4):

Ом; Ом;

нГн.

Соберем выходную схему цепи согласования и проведем анализ рис.3.3.1).

Рисунок 3.3.1 Выходная схема цепи согласования.

Построим диаграмму Смита (рис.3.3.2)

Рисунок 3.3.2 – Результаты анализа работы цепи согласования

на диаграмме Смита

Рисунок 3.3.3 – Зависимость действительной части

входного сопротивления от частоты

Рисунок 3.3.4 – Зависимость мнимой части входного сопротивления от частоты

Из приведенного анализа работы цепи согласования следует, что необходима параметрическая оптимизация элементов схемы. В представленном виде схема неработоспособна, т.к. действительная часть входного сопротивления существенно отличается от 50 Ом. Кроме того, мнимая часть в рабочем диапазоне частот имеет индуктивное сопротивление.

Во-первых, необходимо минимизировать отличие от 50 Ом действительной части входного сопротивления цепи согласования в рабочем диапазоне частот 606…614 МГц. Примем весовой коэффициент для данного критерия оптимизации 0,5.

Во-вторых, необходимо минимизировать отличие от 0 Ом мнимой части входного сопротивления цепи согласования в рабочем диапазоне частот 606…614 МГц. Примем весовой коэффициент для данного критерия оптимизации 0,5.

3.4 Оптимизация выходной цепи.

В соответствии с алгоритмом оптимизации, рассмотренным в предыдущем разделе, проведем установку назначения переменных параметров и ограничений на их величину. Для этого в нижней части главного окна программы Microwave Office активизируем закладку Var (Variable Browser). Далее нажмем Untitled 1.

Первые три столбца в окна просмотра позволяют установить назначение переменных и при необходимости ограничение на величину параметров.

Кнопки "T", "O" и "C" используются для того, чтобы включить или отключить Tuning (настройку), Optimization (оптимизацию) и Constraints (ограничения) параметров введенных элементов.

В данном случае для настройки и оптимизации предназначены элементы L2, C2, L3, поэтому для каждого из них включена кнопка "T", "O" и "C" . Далее вводятся ограничения на параметры снизу (Lower) и сверху (Upper).

В соответствии с рассмотренным ранее алгоритмом устанавливаем цели оптимизации. В результате в закладке Proj вертикальной панели главного окна программы Microwave Office записываются параметры оптимизации .

Перейдем к оптимизации схемы.

В меню Simulate выберите команду Optimize и нажмите на клавишу мыши. В открывшемся одноименном диалоговом окне Optimize установите флажок Show All Iterations (показать все итерации) и выберите любой из методов оптимизации в раскрывающемся списке Optimization Methods (рис. 3.4.1)

Из списка методов оптимизации выбираем Pointer – Robust Optimization и задаемся максимальным количеством итераций 5000 в окне Maximum Iterations.

Для начала процесса оптимизации необходимо нажать кнопку Start (пуск).

За оптимизационным процессом можно наблюдать в окнах Relative Goal Cost (относительная целевая оценка) и Cost History (хронология оценки), а также на построенных ранее графиках (Graph 1-Graph 3). В соответствии с количеством целей оптимизации в окне Relative Goal Cost представлено две диаграммы, дающие оценку близости оптимизируемой действительной и мнимой частей входного сопротивления цепи согласования к цели.

Рисунок 3.4.1 Диалоговое окно до выполнения оптимизации

По окончании процесса оптимизации диалоговое окно Optimize представлено на рис.3.4.2

Рисунок 3.4.2 Общий вид диалогового окна по окончании процесса оптимизации

Результаты оптимизации представлены также на рис. 3.4.3 – 3.4.5.

Рисунок 3.4.3 – Диаграмма Смита оптимальной схемы цепи согласования

Рисунок 3.4.4. – Результат оптимизации действительной частивыходного сопротивления схемы цепи согласования

Рисунок 3.4.5 – Результат оптимизации мнимой части выходного сопротивления схемы цепи согласования

Результатом проведенной оптимизации является схема цепи согласования, представленная на рис. 3.4.6

Рисунок 3.4.6 – Оптимальная схема цепи согласования