基于ads的低噪聲放大器設計與仿真論文-資料下載頁
2025-08-19 19:57本頁面
【導讀】一般用作各類無線電接收機。的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。以及遠端/數字無線寬帶頭端設備等應用設計。本次課程設計的主要目的是熟練運用先?，F放大微弱信號，從而降低噪聲干擾。在接收機或各種特定的無線通信系統(tǒng)中，能有效。件就是處于接收機最前端的低噪聲放大器。說是至關重要的。
【正文】 替 SP 模型，并重新分析電路的性能。 綜合實踐 (論文 ) 18 第四章 封裝模型仿真設計 進行完 SP 模型設計以后，需要將 SP模型替換為封裝模型來作進一步設計，需要進行以下工作：（ 1）將 SP 模型替換為封裝模型；（ 2）選擇直流工作點并添加偏置電壓；（ 3）偏置網絡的設計；（ 4）封裝模型電路的 S 參數設置。 直流偏置網絡設計 偏置網絡計算 （ 1）打開直流工作點掃描的電路原理圖 bjt_curve，并在原理圖中 BJT 的基極加入一個節(jié)點名稱 VBE。 （ 2）將原理圖中的直流電源 SCR1 的 Vdc改為 。 （ 3）刪除參數掃描控件。 （ 4）雙擊直流仿真控件，在參數設置窗口中選擇 Sweep 選項卡，將參數按圖 41修改。 （ 5）雙擊變量控件 VAR，將其中的變量 VCE 刪除。 圖 41 （ 6）單擊 Simulate，等待仿真結束。 （ 7）單擊 List 按鈕，添加 圖 表 42結果。從列表可以看出，當 Vce=， Ic=5mA時， IBB=50uA， VBE=。 （ 8）在數據顯示窗口中插入兩個偏置電阻計算方程，分別為 Rb=（ ） /IBB和 Rc 數據列表如圖 42所示。 （ 9）在數據顯示窗口中單擊 List，在彈出的 Plot Traceamp。Attibutes 窗口中選擇Equation 中的 Rb 和 Rc，分別單擊 Add 按鈕添加，單擊 Ok。從圖 表 43 中可以看出當IBB=50uA 時，偏置電阻 Rb=38 千歐姆， Rc=469 歐姆。 綜合實踐 (論文 ) 19 表 42 表 43 偏置網絡仿真 下面就用電阻 Rb和 Rc 構成直流偏置網絡，并對帶有偏置網絡的原理圖進行仿真。首先創(chuàng)建帶有偏置網絡的原理圖。 （ 1）以新的設計名 “bias” 保存設計 “bjt_curve” ，同時保存并關閉“bjt_curve” 的設計窗口和數據顯示窗口。 （ 2）刪掉電原理圖設計窗口中的 “IBB”,”I_probe” 和 “Var” 。 （ 3）按右圖 44的方式連接起來。 （ 4）刪除直流仿真控制器，然后在 “Simulation DC” 元件面板列表中選擇并插入一個直流仿真控制器。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置任何掃描變量。 圖 44 （ 8）單擊工具欄中的 Simulate，開始仿真。 綜合實踐 (論文 ) 20 （ 9）單擊菜單欄中的 SimulateAnnotate DC Solution，在原理圖中添加電壓和電流值的注釋，可以在原理圖中得到電路中個點的電壓和各支路的電流，如前面圖中所示?？梢钥闯?BJT 三極管的各極 電壓和電流都滿足直流工作點要求。 這樣， BJT 的偏置網絡的設計就完成了，下面用帶有偏置網絡的 BJT 代替 SP 模型，對電路進行仿真。 封裝模型的仿真 下面將帶有偏置網絡的 BJT 模型插入帶有輸入輸出匹配的電路原理圖中，并對這個原理圖進行仿真。 重新建立原理圖 （ 1）打開 spmod_LNA 的電路原理圖，并以 LNA_package 為名稱保存。 （ 2）刪除原理圖中的 BJT 的 S參數模型 sp_hp_AT41511_2_19950125 （ 3）按照下圖 45 方式添加和連接電路圖，網絡中加入了兩個 DCBlck 和兩個DCFeed，它們的作用是隔離直流與交流電路，防止它們相影響。 圖 45 參數仿真 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。具體過程如下： （ 1）選中原理圖中的輸入阻抗匹配電路 DA_SSMatch1，并單擊工具欄中的 Push Into Hierarchy，系統(tǒng)彈出 DA_SSMatch1 的子電路按照下面內容重新設置微帶線的參數。 TL1和 TL2 中加入參數優(yōu)化 {2mm to 40mm}。 （ 2）激活原理圖中的所有空間，并單擊工具欄中的 Simulate 執(zhí)行仿真。 （ 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，仿真結束后，系統(tǒng)彈出數據顯示窗口 ，如圖 46所示電路 。 綜合實踐 (論文 ) 21 圖 46 （ 4）在數據顯示窗口中加入 S參數 ，如圖 47 所示。 圖 47 （ 5）分別在數據顯示窗口添加 LNA 的穩(wěn)定度，噪聲系數，輸入輸出駐波比的數據曲線。這樣就完成了對低噪聲放大器封裝模型的設計和仿真 ，如圖 4圖 4圖 410所示 。 圖 48 圖 49 圖 410 綜合實踐 (論文 ) 22 結論 從以上的仿真設計分析過程中，應用了 ADS 的 S 參數仿真分 析，設計出滿足穩(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。由仿真結果可以看到， 在工作頻率為 2GHz 附近時，電路的輸入阻抗接近 50歐姆，通過 GOAL 控件對 S11 和S22 參數進行優(yōu)化 ， 低噪聲放大器的噪聲系數大約為 左右 ， 駐波比約為 ，放大器的穩(wěn)定系數 都 大于 1， 均滿足設計指標 的要求， 即 完成了低噪聲放大器 SP 模型的仿真設計 。最后采用 ADS 軟件，將 SP模型替換為用三極管的封裝模型， 并采用了優(yōu)化 重新分析電路的性能，通過進一步操作從而 最終達到高性能。通過此次課程設計我對 ADS仿真軟件可以熟悉運用了，增加了對射頻電路的了解。 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設計 [J]. 電子質量 , 2020. [2] 清華大學電子學教研組 . 模擬電子技術基礎 [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計的等效噪聲模型法 [J]. 電子學報 , 2020. [4] 黃玉蘭 . ADS射頻電路設計基礎與典型應用 [M]. 北京：科學出版社 .2020. [5] 魏玉香 ,李富華 . ADS下 CMOS低噪聲放大器的設計優(yōu)化 [J]. 現代電子技術 . 2020. [6] 夏煒 , 李 柏渝 , 周力等 . 基于 ADS仿真的低噪聲放大器設計 [J]. 微處理機 , 2020. [7] 黃玉蘭 . 射頻電路理論與設計 [M]. 北京：人民郵電出版社， 2020. [8] 趙桂清 . 低噪聲放大器的網絡設計和實現 [J]. 電子元器件應用 , 2020. [9] 陳冠 , 陳向東 , 石念 . [J]. 微電子學與計算機 . 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查閱課程設計相關論文，經幾周的自我學習和熟練掌握 ADS 仿真軟件，終于在仿真軟件上調試成功。在仿真途中也遇到不少問題，如 GOAL 如何進行優(yōu)化操作、仿真后如何查看表格 未展示的數據等，這些都是我們在學習的過程中最容易忽視的也是最應當掌握的知識。同時，也感謝同學們的無私相助，使我 能夠輕松地完成本次 仿真設計 。 最后，衷心感謝能在百忙之中抽出時間審閱本論文的老師。
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