基于ads的低噪声放大器设计与仿真论文(编辑修改稿)

基于ads的低噪声放大器设计与仿真论文(编辑修改稿)内容摘要：

程就是一个直流仿真的过程，因此模板中的仿真控制器为直流仿真控制器，而扫描的变量是 BJT的 CE 极电压 VCE 和 B极电流 IBB。 图 33 （ 4）单击工具栏中的 Display Component Library List,打开 元件库 ，图 34。 图 34 (5)在 Component 上栏的 Serch 中 ,输入 41511。 (6)回车查找结束后可以看到这种晶体管的不同模型 :以 sp为开头的是 S参数模型 ,这种模型不能用来做直流工作点扫描。 选择 pb 开头的模型 pb_hp_AT41511_19950125,右键单击该模型，选择 Place Component，切换到 Design 窗口，放入晶体管。 （ 7）将 BJT 元件与原来原理图窗口中的 BJT_curve_tracer 模板原理图按照下图35 的方式连接起来。 由于此晶体管发射极有两个管脚，在此处接一个即可。 图 35 综合实践 (论文 ) 5 （ 8）这样对晶体管进行直流工作点扫描的电路就完成了，单击工具栏中的Simulate 执行仿真，并等待仿真结束。 电路图如图 36所示。 图 36 （ 9）仿真结束后，系统弹出数据显示窗口， 如图 37。 由于 使用的是仿真模板，需要的仿真结果已经 出现在窗口中，图中就是 BJT 的直流工作点扫描 曲线以及 BJT 的直流工作 点和功耗。 图 37 晶体管的 S 参数扫描 选定晶体管的直流工作点后，下面就可以进行晶体管的 S 参数扫描了，我们选用的S参数模型 sp_hp_AT41511_2_19950125,这一模型对应的工作点为 Vce=， Ic=5mA。 （ 1）按照前面所述方法新建一个原理图，新建的原理图命名为 SP_of_spmod。 并在Schematic Design Temples 栏中选择 “S Params”。 （ 2）单击 OK 后，生成新的原理图，如图 38所示，原理图中是一个 S参数仿真的模板。 综合实践 (论文 ) 6 图 38 （ 3）同前操作一样，加入 sp 模型的晶体管 sp_hp_AT41511_2_19950125,并按图39 连接电路。 可以看出，由于 sp 模型本身已经对应于一个确定的直流工作点，因此在做 S参数扫描的时候无需加入直流偏置。 图 39 （ 4）观察 sp 模型晶体管的参数显示，在此例中，标定的频率适用范围为 ～，在仿真的时候要注意。 超出此范围，虽然软件可以根据插值等方法外推出电路的特性，但是由于模型已经失效，得到的数据通常是不可信的。 因此，需要对 S参数仿真模板中的频率扫描范围进行更改。 （ 5）双击模板中的 S 参数仿真控制器，在参数设置窗口中按照如下内容进行参数设置：（一）、 Start=,表示扫描的起始频率为 ，由 SP 模型的起始频率决定。 （二）、 Stop=，表示扫描的终止频率为 ，由 SP模型的终止频率决定。 （三）、 Step=，表示扫描的频率间隔为。 完成设置的 S 参数仿真空间如图 310 所示。 图 310 （ 6）这样对晶体管进行 S 参数扫描的电路就完成了，单击工具栏中的 Simulate执行仿真，并等待仿真结束。 综合实践 (论文 ) 7 （ 7）仿真结束后，系统弹出数据显示窗口，由于使用的是仿真模板，需要的仿真结果已经出现在窗口中，途中的史密斯圆图中就是 BJT 模型的 S11 参数和 S22 参数，它们分别表示了 BJT 的输入端口反射系数和输出端口反射系数。 （ 8）再次观察数据显示窗口，图 311 中列出了 BJT 模型的 S21 参数和 S12 参数，它们分别表示了 BJT 的正向和反向的功率传输参数。 图 311 （ 9） 接着在数据显示窗口中插入一个关于 S11 的数据列表，这样就可以观察在每个频率处的 S11 参数的幅度和相位值了。 （ 10）双击原理图中的 S参数仿真控制器，选中其中的 Calculate Noise 选项，单击 OK 后，再次执行仿真。 （ 11）仿真结束后，在数据显示窗口中插入一个关于 nf（ 2）的矩形图，如下图 312。 这样就完成了对 BJT 模型的 S 参数的扫描，这些数据对后面使用这个元件进行低噪声放大器的设计很有帮助。 图 312 综合实践 (论文 ) 8 SP 模型的仿真设计 很多时候，在对封装模型进行仿真设计前，通过预先对 SP 模型进行仿真，可以获得电路的大概指标。 SP 模型的设计，通常被作为电路设计的初级阶段。 下面将首先设计 BJT 的 S 参数模型 sp_hp_AT41511_2_19950125 在 2GHz 处的输入，输出匹配。 构建原理图 首先对 SP 模型仿真的原理图进行构建，具体过程如下： （ 1）在工程中新建一个原理图文件，命名为 spmod_LNA，在 Schematic Design Temples 中不选择模板。 （ 2）单击 OK 后，新的原理图生成，并在原理图中插入仿真需要的电路元件和控件。 （ 3 ）在 Component Library List 中选择 BJT 的 S 参数模型sp_hp_AT41511_2_19950125 并插入到原理图中。 （ 4）在 SimulationS_Param 在元件面板中选择两个终端负载元件 Term1， Term2并插入到原理图中。 （ 5）单击工具栏中的 GROUND 按钮，在原理图中擦汗如两个地线。 图 313 （ 6）按照上图 313的方式，将上面的元件连接起来。 (7）在 SimulationS_param 元件面板中选择输入阻抗测量空间 Zin，并插入到原理图中。 （ 8）在原理图中插入一个 S 参数仿真控件，它的参数设置与前面晶体管的 S 参数扫描相同，这样就完成了仿真原理图搭建。 如图 314 所示。 综合实践 (论文 ) 9 图 314 SP 模型仿真 下面对刚刚搭建的原理图进行仿真，仿真的过程如下： （ 1）单击工具栏中的 Simulate 按钮进行仿真，并等待仿真结束。 （ 2）仿真结束后，系统弹出数据显示窗口，在窗口中插入一个关于输入阻抗 Zin1的数据列表。 （ 3）单击工具栏中的数据列表 Scroll data one page toward the end，将数据列表中的数据滚动到 freq= 处，可以观察到此时 SP 模型的输入阻抗为，这种幅度 /相位的表示方式并不容易观察和计算 ，图 表 315。 表 315 （ 4）双击数据列表，在弹出的 Plot Tracesamp。 Attributes 窗口中双击 Zin1，系统弹出 Traces Options。 综合实践 (论文 ) 10 （ 5 ）将 窗口 中的 Complex Data Format 中的 Mag/Degrees 改 为图 中 的Real/Imaginary 并单击 Ok确定 ，如图 316。 （ 6）这时可以观察到。 当 freq= 时， SP 模型的输入阻抗为 +.这样就计算出了电路的输入阻抗，接下来根据输入阻抗的值为 SP 模型设计匹配网络 ，如图 表 317。 图 316 表 317 输入匹配设计 本部分将为 SP 模型设计一个输入的匹配网络，匹配网络是采用微带线实现的。 具体过程如下。 （ 1）选择 TLinesMicrostip 元件面板，并在其中选择微带线参数配置工具 MSUB并插入到原理图中。 （ 2。