[發(fā)明專利]一種分布式功率放大器優(yōu)化設(shè)計方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510738471.7 | 申請日： | 2015-11-03 |
| 公開（公告）號： | CN105302968B | 公開（公告）日： | 2018-05-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張瑛 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京郵電大學(xué) |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50;H03F3/20 |
| 代理公司： | 南京知識律師事務(wù)所 32207 | 代理人： | 汪旭東 |
| 地址： | 210003 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 功率放大器 電路版圖 片上電感 優(yōu)化設(shè)計 電感 集成電路設(shè)計 人工智能優(yōu)化 自動化領(lǐng)域 仿真驗(yàn)證 設(shè)計過程 預(yù)留位置 傳統(tǒng)的 出片 建模 算法 優(yōu)化 電路 | ||
本發(fā)明公開一種分布式功率放大器優(yōu)化設(shè)計方法，屬于集成電路設(shè)計自動化領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的設(shè)計方法不同之處在于，在電路版圖上先留出片上電感的位置，再采用人工智能優(yōu)化算法，對片上電感進(jìn)行優(yōu)化后建模，然后代入電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證，滿足設(shè)計要求后將片上電感的版圖放至電路版圖的預(yù)留位置。本發(fā)明減少了反復(fù)嘗試的循環(huán)設(shè)計過程，因此提高了優(yōu)化效率，同時可以確保得出的參數(shù)是最優(yōu)的。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式功率放大器優(yōu)化設(shè)計方法。
背景技術(shù)
單片微波功率放大器作為單片微波集成電路(Monolithic MicrowaveIntegrated Circuit，MMIC)的一個分支，在無線通信、衛(wèi)星通信網(wǎng)、毫米波自動防撞系統(tǒng)、光傳輸系統(tǒng)、毫米波成像系統(tǒng)以及微波測試設(shè)備等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
分布式放大器的工作原理是利用晶體管的寄生電容構(gòu)成人工傳輸線，從而能夠突破傳統(tǒng)放大器的增益帶寬積的限制，在很寬頻帶內(nèi)(可達(dá)多倍頻乃至十倍頻以上)得到較大的平坦增益，這在射頻與微波電路的寬帶放大器研究領(lǐng)域中具有重要的學(xué)術(shù)價值。分布式放大器的應(yīng)用領(lǐng)域包括高速鏈接、寬帶無線收發(fā)器、高分辨率雷達(dá)和成像系統(tǒng)等等，軍用和民用市場對其需求都很大。微波功率放大器也是分布式放大器的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，并且此類電路芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，譬如Hittite microwave公司的HMC459、HMC464、HMC930和HMC1022等系列芯片就是采用分布式放大器實(shí)現(xiàn)的寬帶功率放大器。
無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展對通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率和帶寬提出了更高要求。通常采用的寬帶放大器設(shè)計技術(shù)包括負(fù)反饋、平衡放大器、電阻匹配以及有源匹配等等，然而這些技術(shù)均無法有效提升放大器的增益帶寬積。分布式放大器由于其結(jié)構(gòu)上的特性，能夠突破放大器增益帶寬積的限制，實(shí)現(xiàn)更寬頻帶的信號放大，在包括微波功率放大器在內(nèi)的超寬帶MMIC領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。
目前普遍采用傳輸線理論進(jìn)行分布式放大器的設(shè)計與分析，然而隨著分布式放大器的工作頻率越來越高，人工傳輸線與理想傳輸線之間的差異變得更加嚴(yán)重起來，導(dǎo)致傳輸線理論及其相關(guān)結(jié)論在電路設(shè)計中只能作為粗略的參考，而電路設(shè)計者往往需要通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次反復(fù)的仿真實(shí)驗(yàn)和調(diào)試優(yōu)化才能設(shè)計出最終的電路，花費(fèi)時間長，設(shè)計效率低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過建立分布式功率放大器的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計模型，并通過人工智能優(yōu)化算法進(jìn)行輔助優(yōu)化設(shè)計，從而大大縮小設(shè)計時間，提高設(shè)計效率。
一種分布式功率放大器優(yōu)化設(shè)計方法，所述分布式功率放大器包括多級增益單元和各級增益單元之間的片上電感，其中所述增益單元輸入端的所述片上電感為L
步驟1、選擇增益單元的電路結(jié)構(gòu)并搭建電路；
步驟2、制作電路版圖，為片上電感L
步驟3、對所述電路版圖進(jìn)行寄生參數(shù)提取和后仿真，得到每級增益單元的輸入輸出阻抗；
步驟4、利用人工智能算法求解片上電感L
步驟5、通過電磁仿真獲得合適的片上電感L
步驟6、根據(jù)仿真結(jié)果判斷是否滿足設(shè)計要求，若是則將片上電感L
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