低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與仿真
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對(duì)輸入匹配電路設(shè)計(jì)完成之后，接下來就是對(duì)輸出匹配電路的設(shè)計(jì)，使用與輸入匹配電路設(shè)計(jì)中相類似方法，得到輸出匹配電路的初值。之所以這里為初值，是因?yàn)楫?dāng)按照目標(biāo)值設(shè)計(jì)輸出匹配電路，輸入駐波比達(dá)不到指標(biāo)要求。因此必須對(duì)輸出匹配電路進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。為了充分發(fā)揮CAD軟件優(yōu)勢(shì)，這里對(duì)匹配電路的調(diào)整借助于優(yōu)化方法，圖4為優(yōu)化電路的原理圖。
最后加上偏置網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體仿真，其實(shí)加不加偏置網(wǎng)絡(luò)對(duì)仿真過程影響并不是很大。因?yàn)槠镁W(wǎng)絡(luò)是通過高頻扼流圈接入的，這就使得射頻信號(hào)不會(huì)對(duì)電源部分造成影響，同時(shí)，通過一段四分之一波長(zhǎng)的傳輸線引入電源。因此，對(duì)于射頻電路，電源接入射頻電路的接入點(diǎn)相當(dāng)于對(duì)射頻信號(hào)是開路的，同樣直流電源的引入也不會(huì)對(duì)射頻電路造成影響，并且在RF信號(hào)的輸入端也加入了DC Block，進(jìn)一步隔斷直流對(duì)
射頻信號(hào)的影響。最終電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示。
3 設(shè)計(jì)結(jié)果
3．1 仿真結(jié)果
低噪聲放大器設(shè)計(jì)結(jié)果如圖6所示。從圖6可得：在整個(gè)頻帶內(nèi)，輸入輸出駐波比VSWRl與VSWR2小于1．5：增益以dB(S(2，1))表示大于15 dB，噪聲系數(shù)nf(2)小于0．5，而穩(wěn)定性系數(shù)StabFactl以及穩(wěn)定性因子均大于1，也就是說所設(shè)計(jì)的低噪聲放大器完全滿足指標(biāo)要求。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157110.htm
3．2 版圖的設(shè)計(jì)結(jié)果
利用ADS可以直接由原理圖生成版圖的特性，首先在ADS中由所完成的原理圖生產(chǎn)版圖，通過對(duì)版圖的相應(yīng)調(diào)整，最終以AutoCAD的形式完成版圖與結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)，結(jié)果如圖7所示。
從圖7可以容易發(fā)現(xiàn)，版圖的設(shè)計(jì)中，在微帶線的兩邊放置許多小方塊，這些小方塊是在微波電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的微調(diào)小島。雖然其調(diào)節(jié)力度有限，但是有了這些微調(diào)小島，在一定程度上可以節(jié)約設(shè)計(jì)成本：不至于對(duì)電路板的調(diào)節(jié)心有余而力不足，導(dǎo)致無法微調(diào)而需再版。版圖中扇形開路線的應(yīng)用，起到了對(duì)增益平坦度的調(diào)節(jié)作用：對(duì)于某些較低頻率的信號(hào)，扇形開路線對(duì)這些信號(hào)短路，從而降低了低端信號(hào)的增益。而做成扇形結(jié)構(gòu)可以大幅提高調(diào)節(jié)范圍。在結(jié)構(gòu)方面需要補(bǔ)充說明的一點(diǎn)是：盒體窄邊尺寸必須小于工作頻段最高頻率波長(zhǎng)的二分之一，這一要求受限于截止波導(dǎo)相關(guān)理論。
4 結(jié)束語
通過簡(jiǎn)單的低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與仿真，論述了整個(gè)低噪聲放大器的設(shè)計(jì)流程。尤其對(duì)ADS中如何實(shí)現(xiàn)低噪聲放大器做了較為詳細(xì)的論述，充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。在匹配電路的設(shè)計(jì)中，采用開路支節(jié)匹配電路；在版圖的設(shè)計(jì)中，有關(guān)扇形開路支節(jié)的內(nèi)容，同樣是對(duì)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換理論的體現(xiàn)；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也涉及到了截止波導(dǎo)相關(guān)理論的應(yīng)用，這一切都充分體現(xiàn)了理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。
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評(píng)論