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关于如何在cadence中测量3端口变压器的电感、耦合系数、品质因素（附推导过程）

已有 463 次阅读| 2025-11-10 15:21 |系统分类:芯片设计| cadence, 变压器, 电感, 耦合系数, 提参

近日，在设计一款2合1功率合成器的时候，对版图进行提参，测试LKQ的时候遇到了困难。问题及解决方法如下：

设计的功率合成器版图及等效电路原理图如下：

可以看到，有一个初级线圈和两个次级线圈。目的是测量三个线圈的电感和耦合系数以及Q。

在测试的过程中遇到了困难，原因如下：

一般的变压器是二端口网络，我们会根据SP扫描后的Z参数去进行计算。但是在这个设计中，是没有Z参数的。比如Z12的定义是V1/I2,此时要求端口3必须开路，但是在这个电路中，端口2和端口3共用一个回路，加入端口3开路，那么端口2也将没有电流流过，也就是说Z12分母为0.所以无法用Z参数测量。

有一种思路是根据Y参数去计算，在此电路中，Y参数是存在的，短路对于测量没有影响。但是实际上去算一下就知道很复杂。先不说3端口，单是用Y参数计算2端口的电感，就是一项很复杂的工程。

感兴趣的可以去算一下，反正我算不出来。

所以这里提供一种很巧妙的思路，也就是把一个线圈直接不接入电路，把三端口变成二端口进行测量。

比如线圈3不接入，等效电路图如下：

推理过程如下：

可知：短路端口3可以得到初级线圈和端口2次级线圈的电感、耦合系数、品质因数

同理，短路端口2可以得到初级线圈和端口3次级线圈的电感、耦合系数、品质因数

这个方法不要求两个次级线圈对称或相等。

根据理论去验证：

不接入线圈3：

公式如下：

设置参数如下（线圈12耦合系数0.6）：

得到结果如下：

由此可知思路正确，方法无误。