史密斯圆图（Smith Chart）的应用

在应用上，Smith Chart有6句口诀：

设参选点，上感下容，左并右串，左短右开，顺着圆走，朝圆心转。

大家可用网页版，也可用一些商业软件，如ADS等，这里我们以ADS中的Smith Chart工具为例，进行阻抗匹配的讲解。

首先打开ADS中的Smith Chart,位置如下所示：

创建一个原理图，放入一个Smith Chart的控件，然后在如下位置打开史密斯原图：

打开后的界面如下所示：

1.选择显示导纳圆/阻抗圆及其弧线；

2.用于设置工作频率和特征阻抗；

3.设置频宽；

4.端口选择；

5.设置端口的初始阻抗；

6.观察参数，如驻波比等；

7.主界面，用于阻抗匹配过程的可视化显示；

8.选配网络，带有GND符号（竖直放置的几个控件）的器件用于并联到地，其他的则用于串联。

现在让我们具体来看一个例子：有一个功放，需要对200M的信号进行放大，它的输入阻抗为35+60j,信号源阻抗为50，设计一个阻抗匹配电路，使得源和放大器之间的阻抗匹配。

现在我们按照上面的6句口诀来操作：

第一步：设参选点

在1位置处输入功放频率、特征阻抗，在2处选择负载，在3处输入功放的阻抗，然后就在图上的4处看到该点。

第二步：上感下容

现在显示的点位于史密斯原图的上半部分，所以呈感性，我们需要将它调到中心位置，也就是下图所示的中心：

要从上面的点到下面的点，我们需要添加电容，但是电容怎么接呢？是串联还是并联？这就是下一句口诀；

第三步：左并右串

所谓的左并：如果阻抗线在左侧红色的导纳圆上移动就需要并器件，如果是在右侧的蓝色阻抗圆曲线上移动就要串连器件。

从上面的A点到下面的B点有多种路径，如下面的几种可能：

这只是其中的4种可能路径，不过这里需要注意的是：

1.在水平轴上移动就相当于加电阻，向右是增加一个正电阻，向左移动相当于加一个负电阻（这一般不太可能，所以史密斯原图上不能出现水平轴向左的轨迹）；

2.增加电阻的方案不能随意使用，需要结合特定需求选择；

3.在史密斯原图上线路轨迹只能顺着圆走，如蓝色阻抗圆或者红色导纳圆，而不能走直线（一步到位不允许）；

4.有些方案需要讨论可行性，如阻抗匹配过程中需要加160nF的电容，但显然这个容值的电容并不常见，所以该方案就不可行，这在下边我们就会看到。

有了上面的4点说明，我们先来看绿5色轨迹方案。

绿色轨迹是从B点开始，先向右侧移动到底部的C点（沿着阻抗圆运动，只不过阻抗圆没有显示而已），然后再向左移动到A点，因此需要先串一个电容，再并一个电感，如下图所示：

这是一条路径，让我们看看得到的网络参数，电容是9.5pF,接近10pF,是正常值，电感63nH,也接近常用的电感62nH,63.9nH,所以这个方案看起来是可行的。当然，方案的可行与否取决于具体的场合，但首先一个合理的匹配网络所选用的器件是常见的，实际中可获得的。这里的频率带宽我们采用的默认刻度盘0-2G，大家在匹配的时候根据自己的要求来设定即可。

当然还有了第二条路径：深红色的轨迹，如下图：先并一个电容（沿着红色导纳圆移动，导纳圆曲线未画出），再并一个电感。