【正文】 剩下的信號如下圖537. 經(jīng)射頻帶通濾波器后頻譜圖經(jīng)過帶通濾波器后，射頻信號經(jīng)天線發(fā)射出去，完成整個射頻電路的發(fā)送功能。混頻后的射頻信號，再經(jīng)中心頻率為915MHz，且頻帶為177。中心頻率為854MHz，(854+61=915MHz),下邊帶頻譜是（85461=793MHz）。用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個61MHz的中頻信號（）直接輸入到射頻部分。綜上所述，通過對800MHz~900MHz壓控振蕩器的仿真、分析，以及實際的測試，證明了該振蕩器的設計是成功的。800~900MHz壓控振蕩器調(diào)諧電壓與輸出頻率對應關系曲線此時當調(diào)諧電壓是5V~，對應振蕩頻率是800MHz~900MHz，并且在此頻段上線性很好。觀察相位近似為0的M1點的幅值也大于1，正好證明了這一點。(1,1)與頻率的極性圓圖。 輸出功率與振蕩頻率關系圖 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系以及調(diào)諧特性偏離曲線，所以該振蕩器的設計是成功的。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，并反饋一個以毫瓦表征電壓比率的值；vs函數(shù)主要是將一個非獨立值與一個獨立值聯(lián)系起來的。 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)設置進行第二步仿真得到的結(jié)論。當調(diào)諧電壓是4V~12V時，~2GHz。經(jīng)過仿真分析，： 調(diào)諧電壓與輸出頻率的對應關系曲線~2GHz這段線性范圍非常好。 掃頻特性中的HB設置 為了測試設計的壓控振蕩器其頻率與電壓控制的關系，這里繼續(xù)引入變量Vtune,現(xiàn)在修改大信號仿真電路圖，將SRC1的電壓設置為可變電壓，其變量即為Vtune。 輸出信號的頻譜圖 在時間域輸出電壓的波形。此次仿真的主要是大信號穩(wěn)態(tài)時壓控振蕩器振蕩的情形。這時HB只設置了以下參數(shù)：Freq[1](基礎頻率)=、Order[1](要考慮的最大基礎序列)=StatusLevel(注釋的程度)=OscMode（振蕩方式標記）=yes、OscPortName（“Oscport”元件名）=“oscport”。需要注意的是：考慮到在仿真時存儲器分配優(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。該元件有許多參數(shù)，但可根據(jù)仿真的需要。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)的選擇請看電路圖。如果需要進行性能參數(shù)分析，需要進行大信號仿真，則就需要調(diào)用“OscPort”元件，它是振蕩器仿真分析中的一個重要元件，在一個振蕩電路中只能使用一個這樣的元件。 “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（每搜索已倍頻時的步數(shù)）、FundIndex（振蕩器的基本號）、V（基本電壓的初值）、MaxLoopGainStep（在環(huán)增益搜索時的最大弧長連續(xù)步長）。這時需用得晶體管模型都是大信號模型：pb_hp_AT41411_19921101。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。(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的相位是非零的。 S(1,1)與頻率的極性圓圖 S(1,1)相位與頻率的關系表 ，這就是說該電路是振蕩的。R1的值就是VAR中定義的50。 在壓控振蕩器的電路圖中加入“OscTest”元件，并為適應仿真的需要將電路稍作改進。其中，端口數(shù)、元件內(nèi)電阻及頻率點的數(shù)目都是根據(jù)需要取默認值。該元件是一個S參數(shù)仿真控制器，由于它是用諧振腔連續(xù)插入設計成的，所以在進行仿真時無需其它任何控制器或端口器件。這一功能主要是通過它對振蕩器系統(tǒng)的環(huán)增益及反射系數(shù)S(1,1)相位的測量來得到的。第二步，對壓控振蕩器的具體性能參數(shù)進行仿真分析。并且對每一個振蕩器進行性能分析時分兩步進行。 Verfication:對版圖進行設計規(guī)則檢查后的結(jié)果都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。networkProjectsynthesisverificationmom dsndata ADS文件結(jié)構(gòu)DRC dataDSP synthesis designschematic layoutmomentum data simulation data Project: ADS為每個設計系統(tǒng)都定義為一個工程。本課題壓控振蕩器的設計主要用到微波電路設計軟件。5) 射頻印刷板設計軟件：可以進行線性諧波平衡和電路包絡仿真，統(tǒng)計設計和版圖設計。4) 微波電路設計軟件：可以進行線性仿真，諧波平衡仿真，統(tǒng)計設計和電路版圖設計。設計環(huán)境和數(shù)據(jù)可在DSP設計軟件包中顯示。2) DSP軟件：包括適應波形比較器，VHDL或Verilog模型編碼發(fā)生器。 ADS軟件的運用 ADS簡介ADS(Advanced Design System)軟件即高級設計系統(tǒng)軟件是惠普公司提供的從電路、電磁仿真到數(shù)字信號處理分析以及物理設計等全方位的通信系統(tǒng)設計的EDA軟件包。 本振蕩器通過改變Vtune的值來控制變?nèi)荻壒躮v1404的電容值。微波晶體管偏置電路的設計如同振蕩器射頻電路設計一樣重要。MV1404 為變?nèi)荻O管。依照上述設計思想。這一措施使低頻端的調(diào)諧線性得到了很大的改善。如果取一適當數(shù)值的電容Cg與變?nèi)莨艽?lián)，則總電容Cj表示為： ()式（）可改寫成：Cj′=Cg/(1+Cg/Cj)只要選取合適的Cg值，則該電容的串入對V中左邊的曲線（AB段），特別是對Vmin附近Cj的影響比V中右邊曲線（AC段）大得多。因此頻率—電壓特性曲線線性不好是變?nèi)荻O管VCO的一個缺點。對于變?nèi)荻O管調(diào)諧的VCO，確保其頻率—電壓特性的線性是非常重要的。相比之下共發(fā)射極電路比較難于起振，共基電極電路不僅易于起振，且頻率穩(wěn)定性好，相位噪聲性能優(yōu)越。鑒于此，本設計選用共基電路，這樣可以在不降低諧振回路的有載Q值的情況下，保證VCO有一定的調(diào)諧寬度。所以我們選擇這兩個參數(shù)都大于1的結(jié)構(gòu)。 共基組態(tài) 共射組態(tài) 共集組態(tài) 根據(jù)微波晶體管的S參數(shù)的穩(wěn)定條件判斷依據(jù)|S11|1,|S22|1,我們可以很清楚的看出3種組態(tài)的穩(wěn)定性。晶體管本身是三端口期間，但在平時使用時，往往使其一個端口接地而成為二端口網(wǎng)絡。振蕩器在起振時（輸出電平未達到穩(wěn)定值之前）事實上是個小信號部件。由式（）可知輸出端反射系數(shù)Γout與可變電抗的反射系數(shù)Γg之間的關系為： VCO電路組圖其中S1S1S2S22是各自不同組態(tài)下晶體管的小信號S參數(shù)，雖然振蕩器是一種大信號非線性器件。由可變電抗，振蕩管構(gòu)成的VCO由六種基本的組態(tài)。Γin=1, ΓL雙口振蕩器負阻的形成可借助于器件內(nèi)部極間電容的正反饋，外部電路的正反饋或內(nèi)部電路相結(jié)合的反饋網(wǎng)絡實現(xiàn)。本質(zhì)上，正反饋必定在電路中引入負阻。前者利用正反饋把輸出信號的一部分以適當?shù)南辔缓头确答佒凛斎攵?，以補充振蕩中損失的能量。 ASI MV1404 各參數(shù) ASI MV1404 ADS庫模型一定組態(tài)下的微波晶體管可視為一個二端口網(wǎng)絡，在適當設計條件下均可構(gòu)成振蕩器。本電路設計采用的變?nèi)荻O管是ASI MV1404,其主要參數(shù)為，其最大電容為：90144PF,最大Q值：200。此外還應考慮到射頻電壓對變?nèi)莨艿淖饔茫笳袷幤鞴ぷ髟谌蹼娖?，即射頻電壓小，相對激勵振幅低，使變?nèi)莨墚a(chǎn)生的諧波電容趨于零，這樣才有可能獲得純凈頻譜的振蕩，輸出低的調(diào)頻噪聲。（a）可見，封裝變?nèi)莨艿牡刃щ娐肪哂兄C振電路的形式。由此截止頻率確定了變?nèi)莨芄ぷ黝l率的上限，一般工作頻率遠小于fc。變?nèi)莨艿腝值隨工作頻率的升高而下降，通常定義Q值等于1時的頻率叫做變?nèi)莨艿慕刂诡l率fc，由下式得截止頻率fc取決于變?nèi)莨艿膿p耗電阻RS及結(jié)電容Cj。此外變?nèi)莨艿腝值還與測試頻率f有關，因此說變?nèi)莨艿腝值時必須指明頻率測試與電壓數(shù)值。2）品質(zhì)因數(shù)。在電調(diào)振蕩器中，變?nèi)莨艿慕Y(jié)電容隨外加反向偏壓而變化，設對應最大偏壓和最小偏壓時的結(jié)電容分別為Cmax C