微波电路EDA
讲
义
电子科技大学张勇国云川编
目录
第一章 绪论 (1)
§1.1微波电路 (1)
§1.1.1 什么是微波电路？ (1)
§1.1.2 微波电路的发展 (2)
§1.2什么是微波电路EDA？ (3)
§1.3 微波电路设计软件概述 (5)
§1.3.1 Agilent ADS (5)
§1.3.2 Ansoft HFSS (6)
§1.3.3其他软件 (6)
第二章 建模方法 (7)
§2.1建模方法概述 (7)
§2.1.1模型的基本要求 (7)
§2.1.2建立元器件模型的方法 (7)
§2.2微波传输线模型 (9)
§2.2.1 微带传输线 (10)
§2.2.2 微带线不均匀区的建模 (12)
§2.3 微波半导体器件模型 (16)
§2.3.1 微波半导体二极管模型 (16)
§2.3.2 微波半导体三级管模型 (18)
第三章 微波电路的分析方法 (27)
§3.1传递矩阵法 (27)
§3.1.1传递矩阵(A矩阵)与二端口电路 (27)
§3.1.2基本单元电路对应的矩阵形式 (29)
§3.1.3 简单级联电路的分析 (30)
§3.1.4 分支电路的分析 (32)
§3.2 节点导纳矩阵（待定导纳矩阵）法 (40)
§3.2.1不定（待定）导纳矩阵定义 (40)
§3.2.2 不定（待定）导纳矩阵性质 (42)
§3.2.3 微波元器件的不定导纳矩阵 (43)
§3.2.4 电路导纳矩阵的建立方法 (45)
§3.2.5用节点导纳矩阵分析电路的方法 (48)
§3.3 散射矩阵法 (50)
§3.3.1 S参数矩阵与电路特性参数关系 (50)
§3.3.2 双口网络级联的S参数 (51)
§3.3.3 多口网络互联的S参数（散射矩阵的连接生长法） (52)
§3.3.4 多口S矩阵的端口简化 (58)
§3.4 三种分析方法的比较 (60)
习题 (61)
第四章 最优化方法和最优化设计 (63)
§4.1最优化设计的基本原理 (63)
§4.2目标函数 (65)
§4.2.1 误差函数 (65)
§4.2.2 目标函数 (66)
§4.2.3目标函数极值及全域最小值问题 (68)
§4.3 最优化方法概述 (71)
§4.4 一维搜索法 (73)
§4.4.1区间消去法的基本原理 (73)
§4.4.2 菲波那西(Fibonacci)法 (74)
§4.4.3 黄金分割(0.618法) (76)
§4.5 无约束最优化的梯度方法（多维） (77)
§4.5.1最速下降法 (77)
§4.5.2牛顿法 (83)
§4.6 无约束最优化的直接方法（多维） (85)
§4.6.1模式法 (86)
§4.6.2单纯形法 (88)
§4.7 约束最优化问题 (91)
§4.7.1参数变换法 (92)
§4.7.2 外罚函数法 (94)
§4.7.3 内罚函数法 (99)
第五章 灵敏度计算与容差分析 (102)
§5.1灵敏度计算 (103)
§5.1.1 灵敏度定义 (103)
§5.1.2 灵敏度的直接计算法 (103)
§5.1.3 伴随网络法 (105)
§5.1.4 大变化灵敏度的计算 (106)
§5.2容差分析 (107)
§5.2.1最坏情况分析 (107)
§5.2.2统计分析 (108)
附录 微波电路设计举例 (112)
第一章 绪论
§1.1微波电路
§1.1.1什么是微波电路？
微波电路顾名思义，就是传播微波信号的电路，相对于低频电路，它的频率更高，难度更大。由于频率升高，使它的电路形式和设计方法都与低频电路不同，需要单独研究。
微波有源电路
路
微波无源电路
从广义角度来讲，微波电路可以分为微波有源电路和微波无源电路。
微波半导体器件
源电路
微波真空电子器件
所谓有源电路就是需要接入电源的电路。它又可分为微波半导体器件和微波真空电子器件。微波半导体器件包括肖特基势垒二极管，开关用的PIN管，用于倍频及参量放大的变容管，负责振荡用的耿氏管、雪崩二极管，还有三极管类，它包含双极型平面三极管和场效应管。微波真空电子器件包括用于高功率输出的速调管、在微波炉中大量使用的磁控管、用于宽带放大的行波管等。由于微波真空电子器件体积大、耗能高以及制造困难，目前在很多地方都被微波半导体器件所取代。可以这么说，凡是微波半导体器件能做到的领域，微波真空电子器件就立即被取代。但是，由于微波半导体器件受限于功率容量、散热以及工艺，在高频率、大功率和宽频带领域，微波真空器件还有一定的应用前景。一旦微波半导体器件在这些领域得到突破，微波真空器件必将退出历史舞台。
微波立体传输线
源电路
微波平面传输线
微波无源电路包括波导、同轴线等微波立体传输线以及各种微波平面传输线，应用最广泛的是微带线，同时配合使用带状线、槽线及共面线等。
微波半导体器件和平面传输线构成的微波集成电路(MIC)以其小型化、重量轻和耗能少而受到重视，获得了迅速发展。它不同于低频集成电路(IC)，低频集成电路是把有源、无源器件和连线都做在半导体芯片上，而微波集成电路是无源
电路采用分布参数的平面传输线，微波半导体器件仍是单独封装之后再焊接到电路中。因此，更确切的名称是微波混合集成电路，通常简称为微波集成电路。
相对于微波混合集成电路，目前广泛使用的是微波单片集成电路(MMIC)，MMIC 将所有的有源和无源电路元件以及互连都做成一整体或在一块半绝缘衬底的表面。
§1.1.2 微波电路的发展
1、二战时期
随着雷达的出现，微波器件开始崭露头角 典型标志：
(1) 有源部分：电真空器件 (2) 无源传输线：波导同轴结构 特点：体积大、重量大，使用不方便。
2、50-60年代 典型标志：
(1) 有源部分：出现多种微波固态器件
例：肖特基二极管、PIN 管、耿氏管、雪崩二极管
(2) 无源传输线：对微波平面传输线深入研究、实用化，微带线、带状线出现。 特点：出现早期的微波混合集成电路→MIC(Microwave integrated circuit) 体积、重量大大降低↓↓，方便性增加↑。
3、70年代
随着半导体技术的发展↑↑，微波电路也得到快速发展。 典型标志：
(1) 有源部分：GaAs 器件出现，场效应晶体管(MESFET)得到发展，MIC 趋于成熟
(2) 无源传输线：多种平面传输线 a 标准微带，1-60GHz b 悬置微带，1-150GHz c 带状线， d 槽线，2-60GHz e 共面线，2-60GHz
f 鳍线，30-150GHz ，主要用于毫米波器件 (3) 复合介质基片迅速发展
参数：相对介电常数r ε，基片厚度h ，损耗角正切δtg ，εεδ′′′＝tg ，
其中εεε′′+′=j
ε=2.2
Rogers 5880
r
(4)固态器件大量涌现
a低噪声放大器：BJT（双极性晶体管），HEMT（高电子迁移率晶体管）
b功率放大器：MESFET(金属半导体场效应晶体管)
c其他：混频、检波、振荡、倍频、限幅等
特点：易加工，成本低（光刻）、电路调试方便，提高工作效率
4、70年代末-90年代
半导体器件↑↑，通信、雷达↑↑，使得微波电路也得到极大发展
典型标志：MMIC（微波单片集成电路）出现，器件尺寸大大降低
MMIC优越性：
(1)减少有源器件封装（很多采用裸芯片），减小管壳引脚分布参数的影响，工作频带大大加宽
(2)消除很多人工焊点，电路更为可靠
(3)体积重量进一步减小，成本降低
(4)开发周期大大降低
做MMIC的公司：M/A-com，Agilent，Hittite等
5、发展趋势
(1)单一功能→多功能发展
(2)频段向毫米波、亚毫米波延伸。（目前8mm技术已经较成熟）
(3)带宽进一步拓展
(4)大力发展MCM（多芯片组件技术），目前使用较多的是LTCC（低温共烧陶瓷）
(5)精确电磁仿真和电路仿真相结合
(6)系统设计和元部件设计相结合
§1.2什么是微波电路EDA？
EDA：Electronic Design Automatic，电子设计自动化
CAD：Computer-Aided Design，计算机辅助设计
EDA是Electronic Design Automatic的简称，即电子设计自动化。简而言之，微波电路EDA就是微波电路的设计过程以EDA的这种形式实现。我们可能听说过了CAD(Computer-aided design，计算机辅助设计)，那什么是EDA？它和CAD有什么区别？请看下面这个图：
图1-1电路设计流程图
在图中，首先，设计者根据任务要求考虑电路的设计方案，规定电路的设计指标；根据设计指标进行初步设计，确定初始电路（也就是初步确定电路的结构形式及元件的大概数值）；然后将这个初始电路由计算机进行分析，计算出电路的各种特性指标，并将结果与规定的电路指标（即设计指标）进行比较，判断其是否满足要求（也就是误差是否小于允许值）。若指标没有满足，则进行电路修改（改变电路结构或电路中有关元件的数值），然后再由计算机对修改后的电路进行分析，并对结果重新进行比较。上述过程反复进行，直至计算的电路特性完全满足规定的指标或不能再改进为止。
从这个图中还可以看出，整个设计过程是由人和计算机合作完成。更确切的说，是计算机辅助人完成了设计工作。根据计算机在设计中的不同辅助程度，可以把这种设计分为几种不同的等级。
CAA：Computer-Aided Analysis，计算机辅助分析
如果在图中，除3框由计算机完成外，其余各框都由人完成，即计算机仅辅助人进行了电路的分析工作，我们称之为计算机辅助分析(Computer-Aided Analysis, 简称CAA)，这时的程序实质是个电路分析程序。如果除1,2两框由人完成外，其余各框均有计算机完成，则称之为计算机辅助设计，即CAD，这时的CAD程序通常主要由分析程序和最优化程序组成。如果在图中，除1框，其余所有各框全部由计算机完成，则称为电子设计自动化，即EDA，电子设计自动化是一种更高级的优化设计。可以看出EDA和CAD的区别主要是，CAD还需要人为的去设计初始电路，而EDA把这一步都交给计算机去完成。在EDA
中，虽然全部设计工作都有计算机完成，但是计算机是按照人编写的程序进行工作的，或者说是在人指导下完成设计任务的，因此从这个意义上来讲，计算机还是辅助人进行设计工作，而不是计算机超越了人。
相对于传统设计，EDA具有以下主要优点：
(1)设计质量高
在大多数情况下能使设计的电路同时满足所要求的各项性能指标。对于一般电路，通常有多钟指标要求，而在某些指标之间可能是相互矛盾或相互制约的。在这种情况下，EDA能设法在各项指标间找出折衷方案，从而使各项指标都得到较好的满足。
(2)设计速度快
由于计算机的运算速度快，从修改电路元件到给出分析结果，一般只需要零点几秒钟到几秒钟时间。若一个电路的设计要反复修改几百次，其设计周期也不过几十分钟。
(3)能完成传统设计难以完成或无法完成的任务
由于人工计算难以对电路进行灵敏度和容差分析，设计者不可能规定元件容差和加工公差的合理数值，结果往往不是因规定公差过小而造成加工困难，就是因容差太大致使有源器件互换性差，电路性能不稳定，产品合格率低。利用计算机辅助设计，便于对电路进行灵敏度计算、容差分析和模拟故障分析，从而大大提高电路的合格率和可靠性。
(4)节省电路研制过程中的实验器材和加工量，提高了经济效益。
以上是EDA的主要优点。当然，它也有缺点：
(1) 准备工作周折费神（需要编写程序与调试程序），商用软件也需要熟悉
建模过程，建模的优劣直接影响设计的准确性。
(2) EDA不能保证迭代过程收敛于最佳电路，得到的往往是局部最佳，而不
是全局最佳。
§1.3 微波电路设计软件概述
§1.3.1Agilent ADS
（基于路仿真，但提供矩量法进行场分析）
ADS软件全称Advanced Design System，是由Agilent公司出的一款电路设计CAD软件，功能极为强大。它可以进行：
直流仿真、交流仿真、S参数仿真和优化、瞬态分析、小信号分析、非线性电路分析（比如谐波平衡法）、提供矩量法进行场仿真、系统仿真等
ADS提供了design guide，可以方便的设计功分器、滤波器、功放及振荡器等器件。ADS的界面清晰、整洁，易于操作。
§1.3.2Ansoft HFSS
（基于场仿真，主要针对无源电路）
HFSS（High Frequency Structure Simulator）是美国ANSOFT公司开发的一种三维电磁仿真软件,它提供了一个交互式的界面以简化设计输入。
(1) HFSS是能够计算任意形状无源结构的电磁场问题，它采用自适应网络剖分和自适应网格加密技术、切向矢量有限元算法和自适应Lanczos Pade扫频（LAPS）等先进技术不断提高FEM方法的计算速度和计算精度，完善使用功能。
(2) 它不仅可以求解内部场问题，还可以求解场的散射问题，具有宽频带快速扫描的能力，它的自适应网格剖分可以根据计算的结果在网格需要加密的地方自动加密。
(3) 同时，HFSS软件还允许自己剖分网格，用户可以根据电磁场理论，在场比较密的地方手动加密，在保证了计算精度的情况下节省了计算机资源。
(4) 采用HFSS仿真可以直接得到输入阻抗、端口的S参数、方向图等参数。对于任意三维高频微波器件，如波导、滤波器、耦合器、连接器、铁氧体器件和谐振腔等，HFSS都能提供工具实现S参数提取、产品调试及优化，最终达到制造要求。
§1.3.3其他软件
Microwave office：基于路仿真软件，但采用叫EMSight的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。
CST：三维电磁场仿真
Ansoft esemble :二维半电磁场仿真工具
Ansoft designer
Ansoft serenda：线性非线性电路与系统设计 Eagleware：路仿真工具
SPICE： 具有一般微波电路CAD 软件所不具备的直流直流分析和时域分析功能，在分析强非线性微波电路和分析超高速脉冲数字电路是具有很大的优势。 Agilent EMDS：类似HFSS的三维电磁场仿真工具（2006）
第二章 建模方法
我们要用计算机对微波电路进行设计，首先必须对微波电路进行建模。通过模型，把现实的物理问题转化为数学问题，才能通过计算机作相应的处理。这一部分内容，在你们其他课程（比如微波固态电路等）的学习中将会作详细介绍。在这里，我们将对微波电路的建模作一个简单介绍。
§2.1建模方法概述
§2.1.1模型的基本要求
任何一个微波电路都是由一些微波元件和器件组成，要建立电路的数学模型，首先要建立元器件的数学模型。（注意：电路和元器件是一个不同的概念，电路较大，器件较小，一个电路由若干器件组成。比如一个放大电路可以是由输入匹配电路、输出匹配电路、偏置电路和三极管（MESFET）等器件组成）。
对模型的基本要求为：
1、准确。
首先是准确，如果元器件的数学模型不能准确的反映实际器件的特性，那么基于这个模型的分析与设计必然是不准确的。
2、简单。
其次是简单，因为复杂的数学模型不仅会使问题复杂化，而且会导致计算时间增加和占用更多的计算机资源。但是，简单的前提是准确，要求在保证必要精度的前提下简化模型。
一般采用下述方法确定元器件的电路模型：先从一个比实际需要更精确的电路模型出发，在计算机上分析其特性，然后忽略那些对特性影响较小的等效元件，从而得到一定精度又较简单的模型。
§2.1.2建立元器件模型的方法
理论分析方法
电磁场全波分析方法
实验方法
非线性分析方法
1、理论分析方法：
对一些结构简单、规则、均匀的微波元件，可采用理论分析方法。它一般是从基本电磁理论出发，根据元器件的具体边界条件，联立方程求出具体的表达式。当然也可以用理论分析的方法建立元器件的等效电路模型，然后利用网络理论求解。例如在《微波技术基础》中所学的矩形波导、圆波导和同轴线的分析方法就是理论分析方法。
它的优点是：有利于理解器件的物理机理，精度较高，计算速度快。缺点是：对结构复杂、不规则的无源器件和大部分有源器件无法求解。
2、电磁场全波分析方法
这是随着计算机技术的发展而发展起来的方法，它能计算任意形状无源结构的电磁场问题。在计算边界结构复杂、形状不规则的无源器件时更能体现它的优势。它是从麦克斯韦方程出发，直接利用边界条件，划分网格求解，中间一般不采用近似。常用的算法有：有限元法(HFSS所用算法)、有限积分法(CST所用算法)、时域有限差分法(FDTD)、矩量法(ADS所采用算法)等
优点是：计算精度高、特别适合于毫米波电路，有大量商用软件可以运用。缺点是：缺乏对器件物理本质的认识，计算速度慢，不便于优化，不能用于有源电路分析。
3、实验方法
用实验的方法建立元器件的等效电路模型，适用于大部分的无源和有源电路。它把元器件作为一个网络，用测量方法确定它的网络参数并用它作为器件模型。由于在微波频段S参数比其他网络参数易于测试，所以一般都用S参数表征元器件的特性。S参数的测量通常在有计算机控制的网络分析仪（标量网络分析仪，矢量网络分析仪）上进行，由于它能消除测试系统硬件造成的误差，其结果相当精确。
一般而言，市面上出售的元器件，厂家都会提供它的S参数，我们在仿真的时候直接利用这些S参数，把它作为已知量，代入我们的电路进行分析，设计。比如说，hp（Agilent）的5040，这是一种20-40GHz的宽带功率放大单片，在它的宣传资料上我们就能看到S21（小信号增益）的典型值为22dB（放大160倍），（S11（输入反射）的典型值为-12dB，S12（输出反射）的典型值为-15dB）。当然，一般是提供表格，给出频带范围之内的值。
方法优点：能考虑元件封装带来的影响，精确度高，适用范围广，不用关心内部结构。缺点：对物理机理缺乏理解，依赖于测试的水平，在没有实物或者测试数据的情况下无法进行设计，不适合于有源电路的大信号分析。
4、非线性分析方法
刚才介绍的理论分析方法，S 参数的网络理论都是线性分析方法，不能对大信号、非线性的情况进行建模分析。线性元件模型是近似模型，非线性元件模型才是精确模型，非线性电路元件的分析方法主要有用于弱非线性的V oterra 级数法，用于强非线性的谐波平衡法、时域法等。如果今后将从事这一行，这些将在研究生的课程或工作中继续学习。
方法优点：能对有源电路进行精确分析，缺点：分析方法较为烦琐。在ADS 里提供了谐波平衡法的分析。
这些具体的建模方法我们已经或者是即将在其他课程中学到。比如《微波技术基础》介绍了很多理论分析方法，在《微波固态电路》、《微波网络》、《微波集成电路》等课程中会对上述各种建模方法作详尽的叙述，本章只是摘要给大家介绍一些元器件的建模方法
§2.2微波传输线模型
集总参数电路理论和传输线之间的关键不同之处在于电尺寸。集总参数电路分析假设一个网格的实际尺寸远小于工作波长，而传输线的长度则可与工作波长相比拟或为数个波长。因此，一段传输线是一个分布参数网络，电压和电流在其上的振幅和相位都可能变化。
集总参数电路：l /0.05λ≤5 分布参数电路：l /0.0λ≥
非线性 电路 分析 谐波平衡法
V oltera 级数法时域法
（强非线性）
（弱非线性）以微波工作的传输线，其长度可与工作波长相比拟或更长，根据电磁场理论可知，此时传输线的导体上存在有损耗电阻R 1、电感L 1，导体间存在着电容C 1和漏电导G 1。这些参数在频率高时便会呈现出对能量或信号传输的影响。它们是沿线分布的，其影响分布在传输线的每一点，故称之为分布参数（distributed parameter ）；R 1、L 1，C 1和G 1分别称为传输线单位长度的分布电阻、分布电感，分布电容和分布电导。因此，对微波传输线应该用分布参数电路来分析。
在《微波技术基础》中我们学习了传输线理论，即一维分布参数电路理论，这里不再重复，我们通过具体的例子来看看传输线模型。
§2.2.1 微带传输线
目前，微带传输线是在微波毫米波固态电路用的最多，使用范围最广的传输线。 一、 结构
下图是微带传输线的结构示意图：
单晶材料，蓝宝石（
laAlV3） 中间为介质层，可以采用 多晶材料，陶瓷片（99瓷，95瓷） 复合介质，Rogers 等
图2-1 微带线结构
二、 工作模式
这是微带线场分布的图
为了满足介质分界面的边界条件，电场和磁场必须存在纵向分量，而存在纵向分量的场就不可能是纯横电磁波。事实上，微带线的主模是由TE 模和TM 模组合的混合模，当频率低至几GHz 时，电场和磁场的纵向分量很小，混合模的场分布十分接近于TEM 波，因此称之为准TEM 波。
随着频率的升高，色散情况愈来愈严重，主模的纵向分量增大，场分布也愈来愈偏离TEM 波的波形。
图2-2 微带线横截面的场分布图
三、 无色散微带的分析与综合
首先看看什么是分析，什么是综合。
微带线的分析是指：给定微带宽高比W/H 和基片的相对介电常数εr ，计算特性阻抗Z 0。
微带线的综合是指：给定所需的特性阻抗Z 0，和基片的相对介电常数，计算微带的宽高比W/H 。
对微带线的分析工程上大多采用便于计算机计算的解析式，这些解析式从电磁场理论出发，通过精密的实验修正得出半经验公式，其精度往往较高，能满足工程设计的要求。 (一) 微带线的分析
对于导带厚度为零的标准微带，应用保角变换和等效介电常数的概念导出阻抗近似公式，然后再用实验进行修正得出半经验公式。
首先求出均匀媒质微带线阻抗（即抽去微带线的基片介质，全部空气填充）：
??
?
???++=
??
?
???201
)/2(1/)/(ln 273.376W H H W H W f H W Z
π (2-1)
式中
???
?????????????+=???
???7528.0/666.30exp )62(6H W H W f π (2-2) 再计算有效介电常数，所谓有效介电常数，实际上是把中心导带上下的介质全部等效为均匀介质，而使得微带线的电容保持不变。它的范围为：
()1
12
r e r εεε+≤≤ (2-3) 当基片相对介电常数为εr ，有效介电常数为：
ab
r r e W H H W ???
?
???+?++=??????1012121εεε (2-4)
式中：
??????????????+++??
???????
???+??????+=34
2
4
1.181ln 7.181
432
.052ln 4911H W H W H W H W a (2-5)
053
.039.0564.0??
??
????+?=r
r b εε (2-6)
对于1280.01100r W H ε≤≤≤和，公式的精度优于0.2％。 无色散情况下，微带线的特性阻抗为
0Z Z = (2-7)
(二) 微带线的综合
当特性阻抗，即宽微带情况时：
()044r Z ε
?????+??+???=r r d d d H W επεεπ517.0293.0)1ln(1 )12ln(12r (2-8)
式中：
2
d = (2-9)
当特性阻抗，即窄微带情况时：
()044r Z ε>?Ω1
184H H W e H e ?′′?=????
?? (2-10) 式中
()
???
?
????+????????+?+=
+πεπεεε4ln 12ln 11219.119120
'
r r r r Z H (2-11) 以上公式中，W/H 的精度达到1%。
§2.2.2 微带线不均匀区的建模
在微带电路中，所谓不均匀区是指不同宽度传输线的连接处、分支线的接入处、拐弯及开路端等不同于均匀传输线的微带电路。不均匀区的影响主要是由于不均匀区激起的电磁场高次模所造成的。
一般来说，微带不均匀区的几何尺寸和波长比起来很小，故可用集总参数元件等效电路来描述不均匀区的电气特性。
准静态数值方法
等效电路的模型
微带平面波导模型场匹配方法 和元件数值 测量结果的处理
用等效电路模型分析微带不均匀区具有方法简单、计算速度快等优点。当然，下面介绍的各种不均匀区的等效电路都不是唯一的，这里只选了其中的一种或几种。
一、 微带开路终端
微带开路终端可等效为把理想开路端向外延伸一小段⊿l ，见图
⊿l 可由下式求得：
图2-3 微带线开路终端及其等效电路
[]?
?????
++++++=Δ475.2ln(9.01166.1264.0106.0102.0u u u H
l r r εε (2-12)
其中H 为基片厚度，r ε为基片介电常数，u 为微带线的宽高比（u ＝W /H ）此式在u <20的情况下，精度在H 的1.7％以内。 二、 截角直角弯头
直角弯头截角后反射更小，相对于不截角的直角弯头，更为实用。实际电路中微带线的转弯，基本上采用截角直角弯头，其微带结构和等效电路如图。
图2-4 截角直角弯头及其等效电路
对于50Ω微带线，图中的a 的数值一般认为取1.6W 比较合适。
()20.162
e l W
f f p ??Δ=??????
(2-13) 其中
120376.73e e W H ε?=Z (2-14)
()0()0.4p z f GH Z H mm = (2-15)
f 为频率(GHz)，e ε和Z 0分别为为微带线的等效介电常数和阻抗。如果⊿l 计算出来为负数，表示微带线等效长度的缩短量。 三、 阶梯跳变
两段不同阻抗的传输线级联，在微带电路中的连接处即为一阶梯跳变，如下图所示
图2-5 阶梯跳变及其等效电路
等效电路各元件的计算公式如下
()()17.3ln 472.5/33.2ln 386.4/122
1??+=r r s W W m pF W W C εε
(ε≤10,1.5≤W 2/W 1≤10) (2-16)
()44)/ln(46.54/122
1?=W W m pF W W C s
(ε=9.6,3.5≤W 2/W 1≤10) (2-17)
s W W W L L L L L 2
11
1+=
(2-18)
s W W W L L L L L 2
12
2+=
(2-19)
其中0w L Z =(H/m)，e ε为微带线的等效介电常数。
()2
1212
1
212.0ln 57.3215.40/?????????+??????????=W W W W W W m nH H L s (2-20) c 为真空中的光速，Z 0为微带线阻抗。
四、 T 型结
T 型结在微带电路中也是一种常用结构，下图为不对称T 型结及其等效电路
图2-6 T 型结及其等效电路
等效电路各元件的计算公式如下
212
121
2
1
21055.0Z Z f f Z Z
W d p c ??
?
??????????????= (2-21) 21212
12121
1
2ln 17.025.06.1exp 7.005.05.0Z Z Z Z f f Z Z Z Z W d p c ???
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Z Z W Y B ????
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其中W e 为微带线的等效宽度，λ为波导波长，f 为频率(GHz)，
()0.4p f GHz Z H =，H 为基片厚度(mm)，Z 1、Z 2微带线阻抗，变量上方加一横线表示微带线a 和b
的参量即几何平均值，例如1λ=§2.3 微波半导体器件模型
上节课我们介绍了微波无源器件的建模问题，这一节课我们来看看微波有源器件的建模。
§2.3.1 微波半导体二极管模型
一、 一般结型二极管
这里所说的一般结型二极管，是指具有一般的金属-半导体结和PN 结的微波二极管。比如，肖特基二极管、点接触二极管、PIN 二极管等。它们的等效电路，如图所示：
图2-7 一般结型二极管的等效电路
其中：R j 、C j 分别为结电阻和结电容，其量值决定于结的工作电压、结构尺寸和材料参数；R s 为串联电阻，它包括半导体的扩展电阻和欧姆接触电阻，其数值决定于半导体材料、结面积大小和欧姆接触的好坏；L s 为引线电感，主要决定于引线的形状和尺寸；C p 为封装电容，它包括引线的分布电容和两电极之间的杂散电容。
等效电路的元件值通常用测量方法确定。对于肖特基管和变容管，其结电容
C j 是非线性元件，可用下式表示：
01j j r
C C V φ=
??
?????
(2-25)
其中：C j0为零偏压时的结电容，V 为偏置电压，φ为势垒电压（或称接触电压差），r为电容-电压非线性指数，它决定于结的掺杂分布。
结电阻R j 可用下式表示
exp 1j s V
R eV I MkT =
????
?????
???
? (2-26)
其中：I s 为反向饱和电流；e 为电子电荷；k 为波尔兹曼常数；T 为二极管工作的绝对温度；M 为斜率参数，它决定于制造工艺，其值一般在1~2之间。 二、 雪崩二极管
雪崩二极管是利用雪崩倍增效应和渡越时间效应相结合而产生负阻特性的二端口器件，常用作微波振荡源或激励源和放大。
雪崩管芯具有谐振特性，当工作频率ω低于谐振频率ω0 (有时称之为雪崩频率)时，雪崩管不产生负阻，其阻抗的实部大于零，虚部呈感性；当工作频率高于谐振频率时，雪崩管为一负阻器件，其阻抗实部小于零，虚部呈容性。雪崩管的等效电路可用下图表示：
图中：C p 为管壳电容，L s 为引线电感；虚线框内为管芯的等效电路；其中：
R 1为串联电阻，R 2为雪崩电阻，L 为雪崩电感，C 为结电容，R 3为雪崩管的负阻。
管芯等效电路的元件值可通过测量管芯的端阻抗求出，通常在工作频带内测出管芯二端间阻抗随频率变化的关系。即在选定各频率点ωi 上测出管芯阻抗值
Z Dm (ωi ),i=1,2,…,n。然后用数据拟和法求出等效电路的元件值。对于上图，管
芯阻抗Z D (ω)的表达式为
图2-8 雪崩二极管的等效电路
LC R R C j R R LC C R R C R R C R R L j R R Z D 2
3231231213221)(1)
()()()(ωωωωω??+???+?++= (2-27) 于是管芯等效电路各元件值可从Z Dm (ωi )和Z D (ωi )的剩余平方和为最小的条
射频微波工程师经典参考书[精华] 射频微波工程师经典参考书 1.《射频电路设计--理论与应用》『美』 Reinhold Ludwig 著电子工业出版社 个人书评:射频经典著作，建议做RF的人手一本，里面内容比较全面，这本书要反复的看，每读一次都会更深一层理解. 随便提一下，关于看射频书籍看不懂的地方怎么办,我提议先看枝干或结论有个大概印象，实在弄不明白就跳过(当然可问身边同事同学或GOOGLE一下)，跳过不是不管它了，而是尽量先看完自己能看懂的，看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方，人的思维是不断升华的，知识的也是一个系统体系，有关联的，当你把每一块砖弄明白了，就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。 2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社 个人书评:有拼凑之嫌(大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容)，但还是有可取之处，加上作者的理解，比看外文书(或者翻译本)看起来要通俗易懂，毕竟是中国人口韵。值得一看，书上有很多归纳性的经验. 3(《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社 个人书评:本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言，及其通俗，配上图示，极其深奥的理论看起来明明朗朗，比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了，本书作者的实践之作，里面都是一些作者的设计作品和设计方法，推荐一看. 4. 《LC滤波器设计与制作》『日』森荣二著科学技术出版社 个人书评:语言及其通俗易懂，完全没有深奥的理论在里面，入门者
看看不错，但是设计方法感觉有点落后，完全手工计算.也感觉内容的太细致，此书一般. 5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社 个人书评:这边书还不错，除了学到振荡电路设计，还学到了很多模拟电路的基础应用，唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高(k级，几M,几十，几百M的振荡器)，做有源电路的可以看一下,整体感觉还行. 6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社 个人书评:对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书，图形图片很多，让人很直观明白，比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。好书，值得收藏～ 7. 《信号完整性分析》『美』 Eric Bogatin 著电子工业出版社 个人书评:前几章用物理的方法看电子，感觉不好理解，写的感觉很拗口，翻译好像也有些不到位，但后面几章写的确实好，尤其是关于传输线的，对你理解信号的传输的实际过程，能建立一个很好的模型，推荐大家看一下，此书还是不错的.(看多了RF的，换换胃口) 8. 《高速数字设计》『美』 Howard Johnson著电子工业出版社 个人书评:刚刚卓越买回来，还没有动“她”呢，随便翻了下目录，做高速电路和PCB Layout的工程师一看要看下，这本书也是经典书喔～ 9.《蓝牙技术原理开发与应用》『中』钱志鸿著北京航空航天大 学出版社 个人书评:当时自己做蓝牙产品买的书，前2年仅有的几本，上面讲了一下蓝牙的基本理论(恰当的说翻译了蓝牙标准)，软件，程序的东西占大部分内容. 10.《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》『中』郑军奇著电子工业出版社 个人书评:实战性和很强的一本书，本人做产品经常要送去信息产业部电子研究5所做EMC测试，认证.产品认证是产品成功的临门一脚，把这脚球踢好，老板
IC课设报告 题号： 题目：电流源负载共源极放大器的设计指导老师： 院系： 专业班级： 学号： 同组成员： 姓名：
目录一．背景简介 1.CMOS 2.Hspice 二．设计目标 三．设计思路概述 1.流程 2.高频分析 四．具体设计步骤 1.选取W/L的值 2.仿真单个MOS的特性 3.相关参数计算 4.小信号等效电路及增益，带宽 5.整体仿真增益和带宽结果 五．电路相关曲线仿真 1.直流特性仿真 2.瞬态分析仿真
3.功耗分析仿真 4.相位仿真曲线 5.幅值仿真曲线 六．理论与实际的讨论 1.数据 2.继续思考 七．课程小结 1.收获和建议 2.成员工作量
一．背景简介 1.CMOS 当今世界,随着计算机、通讯、网络技术的迅猛发展和全球经济一体化进程的加快,发展微电子产业的重要性已日益为各国政府及有识之士所接受。当今社会进入到了一个崭新的信息化时代，微电子技术正是信息技术的核心技术。集成电路(Integrated Circuit,简称IC)就是将有源元件(二极管、晶体管等)和无源元件(电阻、电容等)以及它们的连线一起制作在半导体衬底上形成一个独立的整体. 集成电路的各个引出端就是该电路的输入，输出，电源和地。学习了解IC方面的知识已成为每一个当代大学生的基本要求。 共源极放大器是CMOS电路中的基本增益级。它是典型的反向放大器，负载可以是有源负载或者电流源。共源极放大器需要得到比有源负载放大器更大的增益。设计电流源负载共源极放大器对学习了解IC 有着本质的帮助和提高，这是理论与实践的相结合。下图是电流源负载共源放大器。这种结构采用电流源负载代替PMOS二极管连接的负载。电流源是共栅结构，采用栅极加直流电压偏置VGG2 的P沟道管实现。小信号性能可由模型中用gm2vout＝0（考虑M2 的栅极交流接地）来求得。
重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表 说明：1、学院、专业、年级均填全称。 2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。 重庆大学本科学生课程设计任务书
2、本表除签名外均可采用计算机打印。本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。 摘要 本次主要涉及了低通滤波器，功分器，带通滤波器和放大器，用到了AWR，MATHCAD和ADS 软件。
在低通滤波器的设计中，采用了两种方法：第一种是根据设计要求，选择了合适的低通原型，利用了RICHARDS法则用传输线替代电感和电容，然后用Kuroda规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，组后在AWR软件中用Txline算出微带线的长宽，画出原理图并仿真，其中包括S参数仿真，Smith圆图仿真和EM板仿真。第二种是利用低通原型，设计了高低阻抗低通滤波器，高低阻抗的长度均由公式算得出。 在功分器的设计中，首先根据要求的工作频率和功率分配比K，利用公式求得各段微带线的特性阻抗1，2，3端口所接电阻的阻抗值，再用AWR软件确定各段微带线的长度和宽度，设计出原理图，然后仿真，为了节省材料，又在原来的基础上设计了弯曲的功分器。同时通过对老师所给论文的学习，掌握到一种大功率比的分配器的设计，其较书上的简单威尔金森功分器有着优越的性能。 对于带通滤波器，首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶模阻抗，再选定基板，用ADS的LineCalc计算耦合微带线的长和宽，组图后画出原理图并进行仿真。 设计放大器时，一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增益，噪声放大系数等要求。二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器设计两种方法。具体是用ADS中的Smith圆图工具SmitChaitUtility来辅助设计，得到了微带显得电长度，再选定基板，用ADS中的LineCalc计算微带线的长和宽。最后在ADS中画出原理图并进行仿真，主要是对S参数的仿真。为了达到所要求的增益，采用两级放大。其中第一级放大为低噪声放大，第二级放大为双共轭匹配放大。 由于在微波领域，很多时候要用经验值，而不是理论值，来达到所要求的元件特性，因此在算出理论值之后，常常需要进行一些调整来达到设计要求。 关键词：低通原型Kuroda规则功率分配比匹配网络微带线 课程设计正文 1.切比雪夫低通滤波器的设计 1.1 设计要求： 五阶微带低通滤波器： 截止频率2.5GHZ 止带频率：5GHZ 通带波纹：0.5dB 止带衰减大于42dB
课程设计 班级： 姓名： 学号： 成绩： 电子与信息工程学院 电子科学系
CMOS二输入与非门的设计 一、概要 随着微电子技术的快速发展，人们生活水平不断提高，使得科学技术已融入到社会生活中每一个方面。而对于现代信息产业和信息社会的基础来讲，集成电路是改造和提升传统产业的核心技术。随着全球信息化、网络化和知识经济浪潮的到来，集成电路产业的地位越来越重要，它已成为事关国民经济、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。 集成电路有两种。一种是模拟集成电路。另一种是数字集成电路。本论文讲的是数字集成电路版图设计的基本知识。然而在数字集成电路中CMOS与非门的制作是非常重要的。 二、CMOS二输入与非门的设计准备工作 1.CMOS二输入与非门的基本构成电路 使用S-Edit绘制的CMOS与非门电路如图1。 图1 基本的CMOS二输入与非门电路
2.计算相关参数 所谓与非门的等效反相器设计，实际上就是根据晶体管的串并联关系，再根据等效反相器中的相应晶体管的尺寸，直接获得与非门中各晶体管的尺寸的设计方法。具体方法是：将与非门中的VT3和VT4的串联结构等效为反相器中的NMOS 晶体管，将并联的VT 1、VT 2等效PMOS 的宽长比(W/L)n 和(W/L)p 以后，考虑到VT3和VT4是串联结构，为保持下降时间不变，VT 3和VT 4的等线电阻必须减小为一半，即他们的宽长比必须为反相器中的NMOS 的宽长比增加一倍，由此得到(W/L)VT3,VT4=2(W/L)N 。 因为考虑到二输入与非门的输入端IN A 和IN B 只要有一个为低电平，与非门输出就为高电平的实际情况，为保证在这种情况下仍能获得所需的上升时间，要求VT 1和VT 2的宽长比与反相其中的PMOS 相同，即(W/L)VT1,VT2=(W/L)P 。至此，根据得到的等效反向器的晶体管尺寸，就可以直接获得与非门中各晶体管的尺寸。 如下图所示为t PHL 和t PLH ，分别为从高到低和从低到高的传输延时，通过反相器的输入和输出电压波形如图所示。给其一个阶跃输入，并在电压值50%这一点测量传输延迟时间，为了使延迟时间的计算简单，假设反相器可以等效成一个有效的导通电阻R eff ，所驱动的负载电容是C L 。 图2 反相器尺寸确定中的简单时序模型 对于上升和下降的情况，50%的电都发生在： L eff C R 69.0=τ 这两个Reff 的值分别定义成上拉和下拉情况的平均导通电阻。如果测量t PHL 和t PLH ，可以提取相等的导通电阻。 由于不知道确定的t PHL 和t PLH ，所以与非门中的NMOS 宽长比取L-Edit 软件中设计规则文件MOSIS/ORBIT 2.0U SCNA Design Rules 的最小宽长比及最小长度值。 3.分析电路性质 根据数字电路知识可得二输入与非门输出AB F =。使用W-Edit 对电路进行仿真后得到的结果如图4和图5所示。
微波电路及设计的基础知识
1. 微波电路的基本常识 2. 微波网络及网络参数 3. Smith 圆图 4. 简单的匹配电路设计 5. 微波电路的计算机辅助设计技术及常用的 CAD 软件 6. 常用的微波部件及其主要技术指标 7. 微波信道分系统的设计、计算和指标分配 8. 测试及测试仪器 9. 应用电路举例
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第1章
概述
所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在 10m～1cm(即 30MHz～30GHz)之 间的电路。此外，还有毫米波（30～300GHz）及亚毫米波（150GHz～3000GHz） 等。 实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频 （RF）电路”等等。 由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以 及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多 独特的地方。 作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工 艺、元器件、以及设计 技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来 越广泛。 另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过 了 1GHz。在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路 的设计技术也已得到了充分的应用。以往传统的低频电路和数字电路，与微波电 路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。
第2章
微波电路的基本常识
2.1 电路分类
2.1.1 按照传输线分类
微波电路可以按照传输线的性质分类，如：
图 1 微带线
图 2 带状线
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青岛农业大学 理学与信息科学学院 电子设计自动化及专用集成电路 课程设计报告 设计题目一、设计一个二人抢答器二、密码锁 学生专业班级 学生姓名（学号） 指导教师 完成时间 实习（设计）地点信息楼121 年 11 月 1 日
一、课程设计目的和任务 课程设计目的：本次课程设计是在学生学习完数字电路、模拟电路、电子设计自动化的相关课程之后进行的。通过对数字集成电路或模拟集成电路的模拟与仿真等，熟练使用相关软件设计具有较强功能的电路，提高实际动手，为将来设计大规模集成电路打下基础。 课程设计任务： 一、设计一个二人抢答器。要求： （1）两人抢答，先抢有效，用发光二极管显示是否抢到答题权。 （2）每人两位计分显示，打错不加分，答对可加10、20、30分。 （3）每题结束后，裁判按复位，重新抢答。 （4）累积加分，裁判可随时清除。 二、密码锁 设计四位十进制密码锁，输入密码正确，绿灯亮，开锁；不正确，红灯亮，不能开锁。密码可由用户自行设置。 二、分析与设计 1、设计任务分析 （1）二人抢答器用Verilog硬件描述语言设计抢答器，实现： 1、二人通过按键抢答，最先按下按键的人抢答成功，此后其他人抢答无效。 2、每次只有一人可获得抢答资格，一次抢答完后主持人通过复位按键复位，选手再从新抢答。 3、有从新开始游戏按键，游戏从新开始时每位选手初始分为零分，答对可选择加10分、20分，30分，最高九十分。 4、选手抢答成功时其对应的分数显示。 （2）密码锁 1、第一个数字控制键用来进行密码的输入 2、第二个按键控制数字位数的移动及调用密码判断程序。当确认后如果显示数据与预置密码相同，则LED 亮；如不相等，则无反应。按下复位键，计数等均复位
电路分析基础课程设计报告设计题目：MF-47指针式万用电表组装实验 专业建筑电气与智能化 班级建智141班 学号 201402050104 学生姓名张子涵 指导教师郭芳 设计时间2014-2015学年下学期 教师评分 2015年 6月 28日
目录 1.概述 (2) 1.1目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2. 万用表组装实验设计的内容 (2) 3.总结 (2) 3.1课程设计进行过程及步骤 (2) 3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (7) 3.3体会收获及建议 (7) 3.4参考资料（书、论文、网络资料） (7) 4. 教师评语 (7) 5.成绩 (7)
1.概述 1.1目的 （1）通过万用表组装实验，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。 （2）了解电路理论的实际应用，进一步学会分析电路，提高自身的能力。 1.2课程设计的组成部分 1.学习认识万能表 2.组装与检测万能表 3.讨论总结 2.万用表组装实验设计的内容 1.万用表套件材料 2.二极管极性的判断 3.色环的认识 4.元件引脚的弯制成型 5.焊接元器件的插放 6.元器件参数的检测和元器件的焊接 7. 线路板安装程序 3.总结 3.1课程设计进行过程及步骤 1.万用表套件材料
2.二极管极性的判断 判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“＋”，黑表棒插在“－”，将二极管搭接在表棒两端，观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向右边，显示阻值很小，表示二极管与黑表棒连接的为正极，与红表棒连接的为负极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说阻值很小时，与黑表棒搭接的时二极管的黑头，反之，如果显示阻值很大，那么与红表棒搭接的时二极管的正极。 3.色环的认识 黄电阻有4条色环，其中有一条色环与别的色环间相距较大，且色环较粗，读数时应将其放在右边。每条色环表示的意义，色环表格左边第一条色环表示第一位数字，第2个色环表示第2个数字，第3个色环表示乘数，第4个色环也就是离开较远并且较粗的色环，表示误差。由此可知，图3-3-1中的色环为红、紫、绿、棕，阻值为27×105Ω＝2.7MΩ，其误差为±0.5%。将所取电阻对照表格进行读数，比如说，第一个色环为绿色，表示5，第2个色环为蓝色表示6，第3个色环为黑色表示乘100，第4个色环为红色,那么表示它的阻值是56×100=56Ω误差为±2%，对照材料配套清单电阻栏目R19＝56Ω。蓝色或绿色的电阻，与黄电阻相似，首先找出表示误差的，比较粗的，而且间距较远的色环将它放在右边。从左向右，前三条色环分别表示三个数字，第4条色环表示乘数，第5条表示误差。比如：蓝紫绿黄棕表示675×104=6.75MΩ，误差为±1%。从上可知，金色和银色只能是乘数和允许误差，一定放在右边；表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色环稍远；本次实习使用的电阻大多数允许误差是±1%的，用棕色色环表示，因此棕色一般都在最右边。 4.元件引脚的弯制成形 左手用镊子紧靠电阻的本体，夹紧元件的引脚，使引脚的弯折处，
RF电路设计-射频、微波天线技术探微 RF电路设计-射频、微波天线技术探微 天线在无线电系统里的功能是什么呢？答案是，它是一个「门」、一个接口，透过它，射频能量可以从发射机辐射到外面世界；或从外面世界到达接收机。底下将讨论各种天线系统的技术。 天线特性 天线具有以下的特性和参数： 1. 辐射极场图型（radiation polar pattern）：天线会向四周辐射电磁波，以天线为中心，电磁场在各方向的强度可以用图形描绘出来。 2. 指向性（directivity） 3. 效率 4. 增益 5. 等效面积 6. 相互性（reciprocity）：也叫作Rayleigh-Carson定理。当电压E作用在A天线上，促使B天线产生电流I。此时，使用相同的电压E作用在B天线上，会在A天线上产生振幅和相位都相同的电流I。 7. 接收的噪声功率 8. 终端阻抗，包括辐射电阻。 9. 接收系统的效益指数（G/T）：G是天线的增益，T是噪声温度（noise temperature）。天线的接收灵敏度和G/T值大小有关，若G/T愈高，表示天线对微弱讯号愈敏感，接收效果也愈好。「噪声温度」是很抽象的观念，它的定义应该用数学公式表示。但若要以纯文本描述的话，可以这么说：在一个通讯系统或被测组件里，当频率不变时，被动组件系统的温度会使每单位带宽的噪声功率（noise power）ρ增加，当被动组件系统的ρ值等于此通讯系统的ρ值时，所得到的温度就是「噪声温度」。请注意，被动组件是包含在此通讯系统或被测组件里面，有时此被测组件也被称作「网络的真正终端装置（actual terminals of a network）」。例如：一个单纯电阻的「噪声温度」就是此电阻的真正温度；但是，一颗二极管的「噪声温度」可能是此二极管（真正的终端装置）的真正温度（接脚测量到的温度）之数倍之多。噪声温度是以绝对温度（-273oC）为零度，单位是K（Kelvin ）。 天线类型 辨别下列数种分类法有助于为天线分类： *辐射元素 *反射器天线 *辐射元素数组 辐射元素包括：
实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。 除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
微波电路及其PCB设计 一．关于CAD辅助设计软件与网络分析仪对于高频电路设计，当前已经有了很好的CAD类软件，其强大的功能足以克服人们在设计经验方面的不足及繁琐的参数 检索与计算，再配合功能强大的网络分析仪，按理应该是稍具经验者便能完成质量较好的射频部件。但是，实际中却不是这回事。 CAD设计软件依靠的是强大的库函数，包含了世界上绝大部分无线电器件生产商提供的元器件参数与基本性能指标。不少射频工程师错误地认为：只要利用该工具软件进行设计，就不会有多大问题。但实际结果却总是与愿望相反，原因是他们在错误认识下放弃高频电路设计基本概念的灵活应用及基本设计原则 的应用经验积累，结果在软件工具的应用中常犯下基本应用错误。射频电路设计CAD软件属于透明可视化软件，利用其各类高频基本组态模型库来完成对实际电路工作状态的模拟。至此，我们已经可以明白其中的关键环节棗高频基本组态模型有两类，一类属于集中参数形态之元器件模型，另一类属于常规设计中的局部功能模型。于是存在如下方面问题： （1）元器件模型与CAD软件长期互动发展，日趋完善，实
际中可以基本相信模型的*真度。但元器件模型所考虑的应用环境（尤其是元器件应用的电环境）均为典型值。多数情况下，必须利用经验确定系列应用参数，否则其实际结果有时甚至比不借助CAD软件的设计结果相差更远。 （2）CAD软件中建立的常规高频基本组态模型，通常限于目前应用条件下可预知的方面，而且只能局限于基本功能模型（否则产品研发无须用人，仅靠CAD一手包办而诞生各类产品）。 （3）特别值得注意的是：典型功能模型的建立，是以典型方式应用元器件并以典型完善的工艺方式构造（包括PCB构造）下完成的，其性能也达到“典型”的较高水平。但在实际中，就是完全模仿，也与模型状态相差甚远。原因是：尽管选用的元器件及其参数一致，但它们的组合电环境却无法一致。在低频电路或数字电路中，这种相差毫厘的情况妨碍不大，但在射频电路中，往往发生致命的错误。 （4）在利用CAD软件进行设计中，软件的容错设计并不理睬是否发生与实际情况相违背的错误参数设置，于是，按照其软件运行路径给出一理想的结果，实际中却是问题百出的结果。可以知道其关键错误环节在于没有利用射频电路设计的基本原则
电子科技大学模电课程设计报告——火灾报警电路
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电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目：火灾报警电路 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 一、设计任务 通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。 正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响。 当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 二、电路原理 根据设计要求，把设计的电路分成以下三个模块（图1）： 图1 电路方框图 电路详细构成如下： 放大微 弱电压信 号 判断是否 需要报警 报警指 示
1.二极管温度传感器 仿真时，可用电压源ui1、ui2模拟温度引起的电压变化，但可用二极管作为实际的温度传感器。常温下，硅二极管正向导通时的导通电压约为0.7V。 流过二极管的正向电流固定时，温度每上升1度，正向电压下降大约2mV。 图2 二极管温度传感器 2.差分电压放大电路 发生火灾时，温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百mV，根据后级的比较电压确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较 电压。 因此选择图三这样的电路可将微弱的电信号放大10倍左右。 图3 差分电压放大电路 ) ( 1 2I I f O u u R R u- ? =
3.单限电压比较器 差分电路输出的电压从U2的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电 压UT 进行比较。 图4 单限电压比较器 CC T oH o T o oL o T o V R R R U U u U u U u U u ?+= =>=<4 34 2121;;时，时，
射频电路设计与仿真思路分析 发表时间：2020-03-25T06:34:04.616Z 来源：《防护工程》2019年21期作者：曾鸣 [导读] ADS电子设计自动化主要有频域电路仿真、时域电路仿真、三维电磁仿真、通信系统仿真以及数字信号处理仿真设计等. 南宁富桂精密工业有限公司广西南宁 530000 摘要：当前通信技术不断发展，通信设备使用的频率也逐渐提高，射频以及微波电路等被广泛的使用在通信等系统中，高频电路设计在工业领域得到了广泛的关注和重视。新型的半导体器件使高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。本文就射频电路设计与仿真进行分析和研究。 关键词：射频电路设计；仿真；思路分析 ADS是当前世界上比较流行的一种微波射频电路、通信系统、RFIC 设计软件，是由美国 Agilent 公司推出的，是微波电路与通信系统的一种仿真软件。这种软件具有丰富的仿真手段，能够实现时域和频域、数字和模拟、线性和非线性等多种仿真功能，科学对设计结果进行分析，促进电路设计频率的提升，是一种比较优秀的微波射频电路，也是当前射频工程人员必备的一种软件。 1 射频电路与ADC分析 1.1 射频电路 射频电路就是一种具有超高频率的无线电波，工作频率比较高的线路，人们一般称作“高频电路”、“微波电路”等。在工程上，一般指的是工作频段的波长为10m-1mm之间的电路，或者是频率为30MHz-300MHz的电路。 当频率不断升高达到射频频段时，一般使用欧姆定律、电压电流或者是基尔霍夫定律对DC和低频电路进行分析，但是已经不够精确。还需要注重分布参数的影响。如果使用电磁场理论方法，虽然能够对全波、分布参数等影响进行分析，但是很难接触到VCO、混频器或者是高频放大器等实用内容。因此射频电路的设计已经成为当前信息技术发展的重要技术。 1.2 ADS ADS电子设计自动化主要有频域电路仿真、时域电路仿真、三维电磁仿真、通信系统仿真以及数字信号处理仿真设计等，被应用通信以及航天中，是当前研究最多的射频电路仿真软件。 2 ADS电子设计自动化的仿真设计方法 ADS软件能够使电路设计者进行模拟、射频微波等电路和通信系统设计，仿真方法主要有时域仿真、频域仿真、系统以及电磁仿真等。 2.1 高频SPICE分析和卷积分析 高频SPICE分析能够对线性以及非线性电路的瞬态效应进行分析，在SPICE仿真器中，对于不能直接使用频域分析模型，比如说微带线带状线等，就可以使用高频SPICE仿真器，仿真过程中，如果高于高频SPICE仿真器，频域分析模型会被拉式变换，然后进入到瞬态分析，并不需要使用者转化。这种高频SPICE不仅能够对低频电路进行瞬态分析，还能够对高频电路的瞬态响应进行分析。此外，还能够进行瞬态噪声的分析，对电路的瞬态噪声进行仿真。卷积分析法是以 SPICE 高频仿真器为基础的一种高级的时域分析的方法，通过卷积分析法能够更加科学的使用时域分析法对频率元件的进行分析。 2.2 线性分析方法 线性分析是一种频域电路仿真分析法，可以对线性、非线性的射频微波电路进行分析，进行线性分析时，软件先对电路中的元件计算需要的线性参数，如电路阻抗、稳定系数、反射系数、噪声以及S、Z、Y参数等，进而对电路进行分析和仿真。 2.3 谐波平衡分析 这种分析方法是对频域、稳定性好，大型号的电路进行分析的仿真方法，能够对多频输入信号的非线性电路进行分析，明确非线性电路的响应，比如谐波失真、噪声等。相比于时域的SPICE 仿真分析反复，这种谐波平衡分析在分析非线性电路时能够提供更加有效并且快速的方法。 SPICE瞬态响应分析、线性S参数分析在分析多频输入信号非线性电路仿真中还存在着一定的不足，而谐波平衡分析方法的出现很好的弥补了这一不足，在当前的高频通信系统中，有很多混频电路结构，谐波平衡分析方法的使用次数也就逐渐增加，重要性也日渐凸显。并
5.8GHz微波接收机电路设计 蓝庆华姜福广邓洪波1 时间:2008年09月04日 字体: 大中小关键词:动态范围噪声系数带通滤波器混频器本振 摘要:提出了一种5.8GHz微波接收机电路设计方案,针对系统标准给定的要求,提出了接收机系统设计的原理和方法,介绍了具体电路设计,给出了实验结果和分析。 关键词: DSRC 噪声系数灵敏度动态范围混频器 DSRC作为一种专用的无线短距通信协议,主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC 标准,其主要技术指标如下:工作频率为5.8GHz,下行数据为FM0编码,速率为500kbps,调制方式为幅度(AM)调制;上行数据为NRZI编码,速率为250kbps,调制方式为2MHz或1.5MHz副载波的二进制相移键控(BPSK)调制,数据误码率为10-6。图1为DSRC通信系统工作模式。它采用半双工的通信模式,主要有两种工作方式:下行和上行方式。当在下行方式时,RSU为发射模式,而OBU为接收模式,RSU发射以AM调制方式把调制信号F_AM加到5.8GHz的载波频率F0上。当在上行方式时,RSU为接收模式,而OBU为发射模式,RSU发射连续的5.8GHz载波F0给OBU,并与OBU中的2MHz 或1.5MHz的副载波BPSK调制信号Fm混频后,再通过天线反射回RSU上的接收机进行同步解调。 本文针对DSRC通信系统给定的要求,提出了一套含OBU和RSU的频率为5.8GHz的微波接收电路,具有灵敏度高、动态范围大等特点,并在最后介绍了系统的实验情况。 1 设计原理 1.1 接收系统的作用距离和灵敏度估算
射频微波技术课程设计 专业班级： 学号： 学生姓名: 指导教师： 年月日
设计题目：圆极化微带天线仿真设计 一、内容摘要 微带天线（microstrip antenna）在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分2 种：①贴片形状是一细长带条，则为微带振子天线。②贴片是一个面积单元时，则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙，而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。 二、设计任务及指标： 设计一种谐振频率为920MHz的圆极化贴片天线，利用Ansoft公司的HFSS13.0对其进行建模并对其进行仿真分析天线的远区辐射场特性并进行一系列优化。进一步理解微带天线的特性与应用，掌握微波天线的工程设计方法和技巧，熟悉三维电磁场仿真工具HFSS，了解微波天线产品的系统概念，提高专业素质和工程实践能力。 （1）工作频段：900~1200MHz。 （2）基板FR4：H=1.5mm，Er=4.4，tand=0.02。 （3）驻波比小于1.5。 （4）轴比小于3dB。 （5）方向性系数高于3dB。 （6）极化方式RHCP。 三、设计原理： 1.微带贴片天线的工作原理 微带贴片天线是由介质基片、在基片一面上有任意平面形状的导电贴片和基片另一面上的地板所构成。 天线要解决的两个重要问题是阻抗特性和方向特性。前者要解决天线与馈线的匹配问题； 后者要解决定向辐射或定向接收问题，也就是要解决提高发射功率或接收机灵敏度的问题。 而不论是阻抗特性还是方向特性都必须首先求出天线在远区的电磁场分布，为此要求解满足天线边界条件的麦克斯韦方程组。对于这样一个电磁场的边值问题，严格的数学求解是很困难的。因此，经常采用工程近似的方法进行研究，即用某种初始场的近似分布代替真实的准确分布来计算辐射场。 微带天线的辐射机理实际上是高频的电磁泄漏。一个微波电路如果不是被导体完全封闭，电路中的不连续处就会产生电磁辐射。例如微带电路的开路端，结构尺寸的突变、折弯等不连续处也会产生电磁辐射（泄漏）。当频率较低时，这些部分的电尺寸很小，因此泄漏也笑；但随着频率的增高，电尺寸增大，泄漏就大。在经过特殊设计，即放大成贴片状，并使其工作在谐振状态，辐射就明显增强，辐射效率就大大提高，从而成为有效的天线。 图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介
微波电路及设计的基础知识 1.微波电路的基本常识 2.微波网络及网络参数 3.Smith 圆图 4.简单的匹配电路设计 5.微波电路的计算机辅助设计技术及常用的CAD 软件 6.常用的微波部件及其主要技术指标 7.微波信道分系统的设计、计算和指标分配 8.测试及测试仪器 9.应用电路举例
微波电路及其设计 1. 概述 所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在10m?1cm（即 30MHz?30GHz）之间的电路。此外，还有毫米波（30?300GHz ）及亚毫米波（150GHz ?3000GHz ）等。 实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频（RF）电路”等等。 由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多独特的地方。 作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工艺、元器件、以及设计技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来越广泛。 另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过了1GHz 。在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路的设计技术也已得到了充分的应用。以往传统的低频电路和数字电路，与微波电路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。 2. 微波电路的基本常识 2.1电路分类 2.1.1按照传输线分类 微波电路可以按照传输线的性质分类，如：
J ER E I B 3 Di Er 图3同轴线 图1微带线 图2带状线
图4波导 DIELECTRIC ER 图5共面波导 2.1.2按照工艺分类 微波混合集成电路：采用分离组件及分布参数电路混合集成。 微波集成电路（MIC）:采用管芯及陶瓷基片。 微波单片集成电路（MMIC）:采用半导体工艺的微波集成电路。 图6微波混合集成电路示例
石英晶体好坏检测电路设计 设计要求 1. 利用高频电子线路及其先修课程模拟电路的知识设计一个电子线路2．利用该电子线路的要求是要求能够检测石英晶体的好坏 3. 要求设计的该电子线路能够进行仿真 4. 从仿真的结果能够直接判断出该石英晶体的好坏 5. 能够理解该电子线路检测的原理 6. 能够了解该电子线路的应用 成果简介设计的该电子线路能够检测不同频率石英晶体的好坏。当有该石英晶体（又称晶振）的时候，在输出端接上一个示波器能够有正弦波形输出,而当没有 该晶振的时候，输出的是直流，波形是一条直线。所以利用该电路可以在使 用晶振之前对其进行检测。 报告正文 （1）引言： 在高频电子线路中，石英晶体谐振器（也称石英振子）是一个重要的高频部件，它广泛应用于频率稳定性高的振荡器中，也用作高性能的窄带滤波 器和鉴频器。其中石英晶体振荡器就是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成 的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC谐振回路相比，石英晶 体谐振器有很高的标准性，采用品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的 频率稳定度，采用高精度和稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到很高的频 率稳定度。正是因为石英晶体谐振器的这一广泛的应用和重要性，所以在选 择石英晶体谐振器的时候，应该选择质量好的。在选择的时候要对该晶振检 测才能够知道它的好坏，所以要设计一个检测石英晶体好坏的电路。 （2）设计内容： 设计该电路的原理如下：
如下图所示，BX为待测石英晶体(又名晶振)，插入插座X1、X2，按下按钮SB，如果BX是好的，则由三极管VT1、电容器C1、C2等构成的振荡器工作，振荡信号从VT1发射极输出，经C3耦合到VD2进行检波、C4滤波，变成直流信号电压，送至VT2基极，使VT2导通，发光二极管H发光，指示被测石英晶体是好的。若H不亮，则表明石英晶体是坏的。适当改变C1、C2的容值，即可用于测试不同频率的石英晶体。 图一石英晶体好坏检测电路检测原理图 在上面的电路中，晶振等效于电感的功能，与C1和C2构成电容三点式振荡电路，振荡频率主要由C1、C2和C3以及晶振构成的回路决定。即由晶振电 抗X e 与外部电容相等的条件决定，设外部电容为C L ,则=0,其中C l 是C1、 C2和C3的串联值。 （3）电路调试过程： 首先是电路的仿真过程，该电路的仿真是在EWB软件下进行的，下面是将原图画到该软件后的截图：
宁波大学 机械工程与力学学院工业工程系 课程设计报告 2012 — 2013学年第1学期 课程名称现代物流设施与规划 设计题目RFID射频识别技术 组组员号 专业班级 2012年12月23日
目录 一、设计任务和要求 (3) 二、设计背景和意义 (3) 三、技术方案与技术路线 (4) 四、取得的成果 (6) 五、遇到的问题及解决方案 (8) 六、分析总结 (9) 参考文献 (9)
一、设计任务和要求 1、学会资料的查询：从Internet上搜寻RFID射频识别技术的相关文献，对射频识别技术有一个大概的认识和了解； 2、学会专研：通过帮助文档及相关资料的查阅，了解射频识别技术的原理和应用场合，寻找一个射频识别技术的应用场合并且设计一个相应的应用射频识别技术系统； 3、要求以小组为单位完成，组员全程参与及合作； 4、公开演示成果，并由老师随机向组员提问； 5、记小组分；第16周课提交资料并进行演示。 二、项目背景和和意义 我们小组选择医院这个社会矛盾的聚集点，设计一款可以帮助提高医院服务救助水平的应用RFID射频识别技术的系统。医院作为救死扶伤的场所也越来越多的引起了大家的关注。由于我国的医院服务救助水平和医务人员的素质都有待提高，不时会有一些恶性的医 疗事故的发生，使人们存在对医护人员排斥甚至厌恶感。针对医药费用的纠纷也常常见诸报纸等新闻媒介。 救死扶伤最重要的就是时间。时间就是生命这句话在医疗救助中绝对称得上是真理。众所周知，现代工业的高速发展给我们带来无比快捷舒适的生活方式的同时恶性疾病也在我国逐年快速增加。例如大家熟知的呼吸道疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等等。这些疾病的特点是发病迅速对抢救时间要求极高并且都极易因为抢救不及时造成病人的生命危险。急救车上有一系列的设备装置和药品，随时准备提供给患者。美国国民患者安全理事会首席专家说，2003年11月至2005年6月，由于急救车的问题引起了8起事故，都是由于相应的设备不在车上或药物过期造成的。这并非人为疏忽，而是在这些推车上至少有三种不同的物品，虽然有检查各物品是否配备的程序，尤其是在急救室执行急救过程中，迅速完成这项检查任务仍然很困难。如何及时了解患者情况，节约医护人员在救助过程中的时间就成了关键中的关键。我们小组成员针对紧急救助情况如何节约时间给出了方案。
微波电路及设计的基础知识 1. 微波电路的基本常识 2. 微波网络及网络参数 3. Smith圆图 4. 简单的匹配电路设计 5. 微波电路的计算机辅助设计技术及常用的CAD软件 6. 常用的微波部件及其主要技术指标 7. 微波信道分系统的设计、计算和指标分配 8. 测试及测试仪器 9. 应用电路举例
微波电路及其设计 1.概述 所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在10m～1cm(即30MHz～30GHz)之间的电路。此外，还有毫米波（30～300GHz）及亚毫米波（150GHz～3000GHz）等。 实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频（RF）电路”等等。 由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多独特的地方。 作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工艺、元器件、以及设计技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来越广泛。 另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过了1GHz。在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路的设计技术也已得到了充分的应用。以往传统的低频电路和数字电路，与微波电路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。 2.微波电路的基本常识 2.1 电路分类 2.1.1 按照传输线分类 微波电路可以按照传输线的性质分类，如：
图1 微带线 图2 带状线 图3 同轴线 图4 波导
图5 共面波导 2.1.2 按照工艺分类 微波混合集成电路：采用分离元件及分布参数电路混合集成。 微波集成电路（MIC）：采用管芯及陶瓷基片。 微波单片集成电路（MMIC）：采用半导体工艺的微波集成电路。 图6微波混合集成电路示例 图7 微波集成电路（MIC）示例
河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：三端集成稳压电路
三端集成稳压电路 一、设计任务与要求 1. 掌握二极管的单向导电性及用途； 2.了解三端集成稳压器LM7805和LM317的用途及区别； 3.对桥式整流滤波电路进行了解； 4.对变压器知识进行回顾； 5.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力； 6.要求安全用电，正确使用元件 二、方案设计与论证 可调直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。桥式整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。 方案一、使用型号LM317三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4001型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM317三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。 方案二、使用型号LM7805三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4007型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM7805三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。 论证：由于设计要求通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。对于型号LM7805三端稳压集成器来说，输入电压为9V--20V，输出电压为固定值5，输出最大电流为1.5A；而型号LM317三端稳压集成器输入电压的要求范围比较大，输出电压为可调的，电压的范围1.25V-37V，输出电流的最大值与上面的相同，对于此设计来说LM317的选择性比较高，比较容易操作。 通过论证，最终确定选用方案一。