【正文】 _dsn:電路進(jìn)行分析后，所得到的結(jié)果保存在這一子目錄下。 Networks:所有的電路原理圖和版圖都保存在這一子目錄下。 Synthesis: DSP合成。 Verfication:對(duì)版圖進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查后的結(jié)果都保存在這一子目錄下。 考慮到現(xiàn)在射頻電路的發(fā)展趨勢(shì)以及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有硬件條件，~2Ghz和800MHz~900MHz的壓控振蕩器。并且對(duì)每一個(gè)振蕩器進(jìn)行性能分析時(shí)分兩步進(jìn)行。第一步，對(duì)壓控振蕩器是否能夠振蕩進(jìn)行仿真檢驗(yàn)。第二步，對(duì)壓控振蕩器的具體性能參數(shù)進(jìn)行仿真分析。 ~2Ghz壓控振蕩器性能分析振蕩性能在檢驗(yàn)振蕩器是否振蕩的環(huán)節(jié)，我們必須引入“OscTest”元件，該元件的主要功能之一就是測(cè)試設(shè)計(jì)的壓控振蕩器是否能夠振蕩。這一功能主要是通過它對(duì)振蕩器系統(tǒng)的環(huán)增益及反射系數(shù)S(1,1)相位的測(cè)量來得到的。 下圖是“OscTest”(Grounded Oscillator Test)元件，在ADS庫中的模型。該元件是一個(gè)S參數(shù)仿真控制器，由于它是用諧振腔連續(xù)插入設(shè)計(jì)成的，所以在進(jìn)行仿真時(shí)無需其它任何控制器或端口器件。，即Port_Number（端口數(shù)）=1，Z（元件內(nèi)電阻）=, Start（開始頻率）=, “OscTest”元件模型Stop（終止頻率）=4GHz,Points(頻率點(diǎn)的數(shù)目)=200。其中，端口數(shù)、元件內(nèi)電阻及頻率點(diǎn)的數(shù)目都是根據(jù)需要取默認(rèn)值。根據(jù)晶體管特性，~4GHz。 在壓控振蕩器的電路圖中加入“OscTest”元件，并為適應(yīng)仿真的需要將電路稍作改進(jìn)。“OscTest”元件的仿真電路 這里需要說明的是“VAR”（Variables and Equations Component）元件模型，就可以利用該模型。，R1的值就是VAR中定義的50?！癡AR”元件模型 經(jīng)過Simulate,在數(shù)據(jù)顯示窗口（Data Display）中，選擇相應(yīng)的圖表形式及參數(shù)，、。 S(1,1)與頻率的極性圓圖 S(1,1)相位與頻率的關(guān)系表 ，這就是說該電路是振蕩的。其中標(biāo)記點(diǎn)的數(shù)據(jù)指示的是一個(gè)相位接近于0的頻率,。(1,1)相位非零，而且隨著頻率的升高，~4GHz的頻率范圍內(nèi)，反射系數(shù)s(1,1)的相位曲線單調(diào)下降，也說明了這段頻率的點(diǎn)的相位是非零的。也就是可以振蕩的。性能參數(shù)的仿真、分析 由以上分析，可以證明本振蕩器可以振蕩。接下來是分析整個(gè)振蕩電路在大信號(hào)領(lǐng)域中的性能參數(shù)。這時(shí)需用得晶體管模型都是大信號(hào)模型：pb_hp_AT41411_19921101。對(duì)壓控振蕩器的性能參數(shù)進(jìn)行仿真分析時(shí)，需從ADS得元件庫中調(diào)用兩個(gè)重要的仿真元件，“OscPort” （Grounded Oscillator Port）“HB”（Harmonic Balance）元件模型，這兩個(gè)元件一般是要匹配使用的。 “OscPort” 元件模型 “HB”元件模型 OscPort各參數(shù)意義：Z(阻抗初值)、NumOctaves（搜索的倍頻數(shù)）、Steps（每搜索已倍頻時(shí)的步數(shù)）、FundIndex（振蕩器的基本號(hào)）、V（基本電壓的初值）、MaxLoopGainStep（在環(huán)增益搜索時(shí)的最大弧長(zhǎng)連續(xù)步長(zhǎng)）。因?yàn)椤癘scTest”元件的主要是用于粗略地檢測(cè)壓控振蕩器是否能夠振蕩，它不能精確地測(cè)出振蕩頻率。如果需要進(jìn)行性能參數(shù)分析，需要進(jìn)行大信號(hào)仿真，則就需要調(diào)用“OscPort”元件，它是振蕩器仿真分析中的一個(gè)重要元件，在一個(gè)振蕩電路中只能使用一個(gè)這樣的元件。根據(jù)仿真的需要，用“OscPort”元件取代“OscTest”元件。并且根據(jù)不同的仿真需要，選擇不同的參數(shù)，具體參數(shù)的選擇請(qǐng)看電路圖?！癏B”元件，即諧波平衡分析元件，是用于非線性電路與系統(tǒng)的一種頻域分析元件。該元件有許多參數(shù)，但可根據(jù)仿真的需要。每個(gè)參數(shù)的具體含義見下：Freq[1](基礎(chǔ)頻率)、Order[1](要考慮的最大基礎(chǔ)序列)、StatusLevel(注釋的程度)、OscMode（振蕩方式標(biāo)記）、OscPortName（“Oscport”元件名）、SweepVar（被掃描的變量）、Start（開始值）、Stop（終止值）、Step（步長(zhǎng)值）、另外，IgnoreOscErrors（即使振蕩器出現(xiàn)阻塞錯(cuò)誤仍繼續(xù)掃描）。需要注意的是：考慮到在仿真時(shí)存儲(chǔ)器分配優(yōu)劣的方面，order[1]選擇3，7，15，31，等就要比2，4，8，16這些2的整次冪的數(shù)字好。在進(jìn)行大信號(hào)分析時(shí)，本文先利用OscPort HB仿真，觀察環(huán)路增益中電流和頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這時(shí)HB只設(shè)置了以下參數(shù)：Freq[1](基礎(chǔ)頻率)=、Order[1](要考慮的最大基礎(chǔ)序列)=StatusLevel(注釋的程度)=OscMode（振蕩方式標(biāo)記）=yes、OscPortName（“Oscport”元件名）=“oscport”。，這里不再具體列出。此次仿真的主要是大信號(hào)穩(wěn)態(tài)時(shí)壓控振蕩器振蕩的情形。由從圖中譜線的標(biāo)示， dBm左右。 輸出信號(hào)的頻譜圖 在時(shí)間域輸出電壓的波形。以上是對(duì)壓控振蕩器大信號(hào)特性的分析，下面利用HB的掃頻特性，詳細(xì)介紹通過變換加在變?nèi)荻?jí)管上的電壓，來改變整個(gè)振蕩器振蕩頻率的過程。 掃頻特性中的HB設(shè)置 為了測(cè)試設(shè)計(jì)的壓控振蕩器其頻率與電壓控制的關(guān)系，這里繼續(xù)引入變量Vtune,現(xiàn)在修改大信號(hào)仿真電路圖，將SRC1的電壓設(shè)置為可變電壓，其變量即為Vtune。然后利用HB對(duì)Vtune進(jìn)行掃描，來看調(diào)協(xié)電壓對(duì)輸出頻率得影響。經(jīng)過仿真分析，： 調(diào)諧電壓與輸出頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線~2GHz這段線性范圍非常好。為了更好的分析調(diào)協(xié)電壓和頻率的關(guān)系，這樣就可以很清楚的看出電壓的變化對(duì)整個(gè)壓控振蕩器的輸出頻率的影響。當(dāng)調(diào)諧電壓是4V~12V時(shí)，~2GHz。而調(diào)協(xié)電壓大于12v以后，整個(gè)振蕩器停振。 調(diào)諧電壓1~20v的頻率特性圖下面得到的一系列圖表，即是通過改變“HB”元件模型的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行第二步仿真得到的結(jié)論。 為輸出功率與振蕩頻率的關(guān)系圖，在數(shù)據(jù)顯示窗口（Data Display）利用ADS軟件提供的vs與dBm函數(shù)，輸入相應(yīng)的電壓與頻率的關(guān)系式后可得出該圖。其中，dBm函數(shù)的主要作用是以參考毫瓦的形式將電壓轉(zhuǎn)化為分貝，并反饋一個(gè)以毫瓦表征電壓比率的值；vs函數(shù)主要是將一個(gè)非獨(dú)立值與一個(gè)獨(dú)立值聯(lián)系起來的。在此處以dBm形式表示的電壓為非獨(dú)立值，而頻率則為以獨(dú)立值。 輸出功率與振蕩頻率關(guān)系圖 從上述的一系列仿真結(jié)果可以得出如下結(jié)論：~，并且可以得到滿足要求的輸出功率的頻譜、輸出電壓波形、輸出功率與振蕩頻率的關(guān)系以及調(diào)諧特性偏離曲線，所以該振蕩器的設(shè)計(jì)是成功的。 800MHz~900MHz壓控振蕩器性能分析考慮到實(shí)驗(yàn)室條件以及與其他元器件配合工作的原因，所以在射頻電路測(cè)試中，需要振蕩頻率在800~900MHz的壓控振蕩器，這樣根據(jù)實(shí)際要求，重新修改電路，~900MHz可調(diào)壓控振蕩器原理圖 800~900MHz 可調(diào)壓控振蕩器振蕩性能~2GHz壓控振蕩器的性能分析方法，分別對(duì)他的振蕩以及其他性能參數(shù)進(jìn)行了分析，~2GHz壓控振蕩器設(shè)計(jì)，不再列出。(1,1)與頻率的極性圓圖。 S(1,1)與頻率的極性圓圖，說明設(shè)計(jì)的電路可以振蕩。觀察相位近似為0的M1點(diǎn)的幅值也大于1，正好證明了這一點(diǎn)。性能參數(shù)分析800~900MHz壓控振蕩器性能參數(shù)的設(shè)計(jì)、~2GHz壓控振蕩器，這里不再贅述。，800~900MHz壓控振蕩器調(diào)諧電壓與輸出頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線此時(shí)當(dāng)調(diào)諧電壓是5V~，對(duì)應(yīng)振蕩頻率是800MHz~900MHz，并且在此頻段上線性很好。在后面的實(shí)際測(cè)試中也證明了這一點(diǎn)。綜上所述，通過對(duì)800MHz~900MHz壓控振蕩器的仿真、分析，以及實(shí)際的測(cè)試，證明了該振蕩器的設(shè)計(jì)是成功的。 射頻電路模塊的測(cè)量以上各節(jié)都是對(duì)射頻收發(fā)模塊性能的分析，以及設(shè)計(jì)方法的研究，本小節(jié)主要是借助MOTECH公司的射頻電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，來具體測(cè)量各個(gè)模塊工作時(shí)的頻譜。用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)61MHz的中頻信號(hào)（）直接輸入到射頻部分。 61MHz的數(shù)字中頻信號(hào)本地振蕩器的頻率設(shè)置在854MHz（），同時(shí)輸入到混頻器（在發(fā)送電路中是上混頻）后，射頻信號(hào)的頻譜得到了搬移，成為兩個(gè)射頻信號(hào)。，中心頻率為854MHz，(854+61=915MHz),下邊帶頻譜是（85461=793MHz）。 本地振蕩信號(hào)：圖 ?；祛l后的射頻信號(hào)，再經(jīng)中心頻率為915MHz，且頻帶為177。13MHz的頻率帶通濾波器，把上射頻信號(hào)留下，而把下射頻濾除。剩下的信號(hào)如下圖537. 經(jīng)射頻帶通濾波器后頻譜圖經(jīng)過帶通濾波器后，射頻信號(hào)經(jīng)天線發(fā)射出去，完成整個(gè)射頻電路的發(fā)送功