【正文】 值的電感完成偏置和匹配功能，由 于電阻會產(chǎn)生附加的熱噪聲，放大器的輸入端盡量避免直接連接到偏置電阻上。 下面開始在仿真軟件中設(shè)計 一個基于 BJT的低噪聲放大器。 注：原理圖設(shè)計窗口打開之前，會彈出如圖 31 窗口。并在Schematic Design Temples 欄中選擇 “BJT_curve_tracer”, 這是一個專門用來掃描BJT 工作點的模板。 圖 33 （ 4）單擊工具欄中的 Display Component Library List,打開 元件庫 ，圖 34。 （ 7）將 BJT 元件與原來原理圖窗口中的 BJT_curve_tracer 模板原理圖按照下圖35 的方式連接起來。 圖 36 （ 9）仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口， 如圖 37。并在Schematic Design Temples 欄中選擇 “S Params” 。 圖 39 （ 4）觀察 sp 模型晶體管的參數(shù)顯示，在此例中，標定的頻率適用范圍為 ～，在仿真的時候要注意。（二）、 Stop=，表示掃描的終止頻率為 ，由 SP模型的終止頻率決定。 綜合實踐 (論文 ) 7 （ 7）仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口，由于使用的是仿真模板，需要的仿真結(jié)果已經(jīng)出現(xiàn)在窗口中，途中的史密斯圓圖中就是 BJT 模型的 S11 參數(shù)和 S22 參數(shù)，它們分別表示了 BJT 的輸入端口反射系數(shù)和輸出端口反射系數(shù)。 （ 11）仿真結(jié)束后，在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個關(guān)于 nf（ 2）的矩形圖，如下圖 312。下面將首先設(shè)計 BJT 的 S 參數(shù)模型 sp_hp_AT41511_2_19950125 在 2GHz 處的輸入，輸出匹配。 （ 4）在 SimulationS_Param 在元件面板中選擇兩個終端負載元件 Term1， Term2并插入到原理圖中。 （ 8）在原理圖中插入一個 S 參數(shù)仿真控件，它的參數(shù)設(shè)置與前面晶體管的 S 參數(shù)掃描相同，這樣就完成了仿真原理圖搭建。 （ 3）單擊工具欄中的數(shù)據(jù)列表 Scroll data one page toward the end，將數(shù)據(jù)列表中的數(shù)據(jù)滾動到 freq= 處，可以觀察到此時 SP 模型的輸入阻抗為，這種幅度 /相位的表示方式并不容易觀察和計算 ，圖 表 315。 （ 6）這時可以觀察到。 （ 1）選擇 TLinesMicrostip 元件面板，并在其中選擇微帶線參數(shù)配置工具 MSUB并插入到原理圖中。 圖 318 圖 319 （ 5）前面僅對 SSMtch 的頻率，阻抗參數(shù)進行設(shè)置，但并沒有根據(jù)這些參數(shù)調(diào)整它的尺寸參數(shù)，調(diào)整尺寸參數(shù)需要使用 ADS的設(shè)計向?qū)瓿伞膱D 320 中 可以看到組成 SSMtch 電路的各段微帶線的參數(shù)。 圖 320 （ 10）電路連接完成后，單擊工具欄中的 Simulate 執(zhí)行仿真，并等待仿真結(jié)束 ，如圖 321。從圖中可以看出， S12 參數(shù)和 S21 參數(shù)也有一定的改善 ，如圖 324和 325 所示 。但另一方面，輸出匹配設(shè)計匹配還不太好，電路的增益也可進一步的提高。 （ 3）在原理圖設(shè)計窗口中的菜單欄中選擇 ToolsLincalcStartLincalc 命令，打開微帶線計算工具，計算出當(dāng)前狀況下特性阻抗為 50 歐姆的微帶線寬度為 。 綜合實踐 (論文 ) 14 圖 328 （ 6）在原理圖設(shè)計窗口的 Optim/Stat/Yield/DOE 元件面板列表中選擇一個優(yōu)化空間 Optim 并插入到原理圖中 ，如圖 329所示 。 圖 329 圖 330 綜合實踐 (論文 ) 15 （ 10）這里的 SimInstanceName 選擇了 SP2 也就是說需要一個新的 S參數(shù)仿真控制器，并將其頻率設(shè)置在 2GHz 附近。觀察 S22， S21 和 S12曲線，它們有了不同程度的改善。 放大器穩(wěn)定性分析 首先來分 析放大器的穩(wěn)定性，放大器的穩(wěn)定性是放大器的一個重要指標，如果電路穩(wěn)定系數(shù)變得很?。ǖ陀?），則難以達到預(yù)期性能。 圖 333 噪聲系數(shù)分析 數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個關(guān)于 nf（ 2）的曲線，從圖 334 中可以看出低噪聲放大器的噪聲系數(shù)大約為 左右。 圖 335 圖 336 圖 337 （ 4） 由 VSWR1 和 VSWR2 的測量方程可以知道，它們分別是放大器的輸入駐波比和輸出駐波比，在頻率為 2GHz 時，駐波比約為 ， 這樣就完成了低噪聲放大器 SP 模型的仿真設(shè)計，下面用三極管的封裝模型代替 SP 模型，并重新分析電路的性能。 （ 3）刪除參數(shù)掃描控件。 （ 7）單擊 List 按鈕，添加 圖 表 42結(jié)果。Attibutes 窗口中選擇Equation 中的 Rb 和 Rc，分別單擊 Add 按鈕添加，單擊 Ok。 （ 1）以新的設(shè)計名 “bias” 保存設(shè)計 “bjt_curve” ，同時保存并關(guān)閉“bjt_curve” 的設(shè)計窗口和數(shù)據(jù)顯示窗口。由于本次仿真無需進行掃描操作，因此不需要在直流仿真控制器中設(shè)置任何掃描變量。 這樣， BJT 的偏置網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計就完成了，下面用帶有偏置網(wǎng)絡(luò)的 BJT 代替 SP 模型，對電路進行仿真。 圖 45 參數(shù)仿真 由于元件模型發(fā)生了改變，因此需要對電路進行重新仿真和優(yōu)化。 （ 3）由于優(yōu)化控件 Opt 有效，本次仿真將對電路原理圖進行優(yōu)化，仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口 ，如圖 46所示電路 。 圖 48 圖 49 圖 410 綜合實踐 (論文 ) 22 結(jié)論 從以上的仿真設(shè)計分析過程中，應(yīng)用了 ADS 的 S 參數(shù)仿真分 析，設(shè)計出滿足穩(wěn)定性要求的低噪聲放大器的 初始電路 原理圖并進行最佳性能仿真分析。 綜合實踐 (論文 ) 23 參考文獻 [1] 孟林 ,楊勇 ,牛磊等 . 射頻低噪聲放大器的 ADS設(shè)計 [J]. 電子質(zhì)量 , 2020. [2] 清華大學(xué)電子學(xué)教研組 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京：高等教育出版社 , 2020. [3] 王軍 . 低噪聲放大器模塊化分析與設(shè)計的等效噪聲模型法 [J]. 電子學(xué)報 , 2020. [4] 黃玉蘭 . ADS射頻電路設(shè)計基礎(chǔ)與典型應(yīng)用 [M]. 北京：科學(xué)出版社 .2020. [5] 魏玉香 ,李富華 . ADS下 CMOS低噪聲放大器的設(shè)計優(yōu)化 [J]. 現(xiàn)代電子技術(shù) . 2020. [6] 夏煒 , 李 柏渝 , 周力等 . 基于 ADS仿真的低噪聲放大器設(shè)計 [J]. 微處理機 , 2020. [7] 黃玉蘭 . 射頻電路理論與設(shè)計 [M]. 北京：人民郵電出版社， 2020. [8] 趙桂清 . 低噪聲放大器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和實現(xiàn) [J]. 電子元器件應(yīng)用 , 2020. [9] 陳冠 , 陳向東 , 石念 . [J]. 微電子學(xué)與計算機 . 2020. 綜合實踐 (論文 ) 24 致謝 感謝老師給我這次 動手實踐的機會，通過翻閱書本以及上網(wǎng)查閱課程設(shè)計相關(guān)論文，經(jīng)幾周的自我學(xué)習(xí)和熟練掌握 ADS 仿真軟件，終于在仿真軟件上調(diào)試成功。