基于ADS的功率放大器設計實例與仿真分析二

2.3 輸入/輸出匹配設計

　　確定靜態(tài)工作點和穩(wěn)定電路后，需要對晶體管的輸入和輸出進行匹配設計，在本例功率放大器的設計中，出發(fā)點是輸出大功率，一般是讓晶體管工作在其額定輸出狀態(tài)，為了使器件工作在最佳狀態(tài)，采用負載牽引和源牽引相結(jié)合的方法來設計輸入/輸出匹配網(wǎng)絡。

　　通過在ADS中進行負載牽引和源牽引仿真找出在輸出最大功率時的最佳阻抗。

　　首先，進行負載牽引仿真找出最佳負載阻抗來設計輸出匹配電路，負載牽引仿真原理圖如圖6所示，仿真結(jié)果如圖7所示。

　　圖6 負載牽引仿真原理圖

　　圖7 負載牽引仿真結(jié)果

　　由圖7可以得到在輸出功率最大時，負載的最佳阻抗為3.004-j1.849，根據(jù)該阻抗值，采用分布參數(shù)與集總參數(shù)混合匹配的方法來設計輸出匹配電路。

　　然后，將設計完成的輸出匹配網(wǎng)絡加入到功率放大電路中進行源牽引仿真，源牽引仿真的原理圖與負載牽引圖相似，源牽引仿真結(jié)果如圖8所示。

　　圖8 源牽引仿真結(jié)果

　　從源牽引仿真結(jié)果得到，在最大功率輸出時源阻抗為11.503-j13.802;根據(jù)該阻抗值，采用與輸出匹配網(wǎng)絡相同的方法，利用Smith圓圖進行源端的匹配設計，最后根據(jù)要求指標進行優(yōu)化，使得放大器的增益和輸出功率更加符合設計要求，經(jīng)過優(yōu)化后的功率放大電路如圖9所示，仿真結(jié)果如圖10所示。

　　圖9 優(yōu)化后的功率放大電路圖