功放仿真模块-硬件和射频工程师.DOC

技 术 文 件 技术文件名称: ADS功放仿真模块 技术文件编号： 版 本：V1.1 共 13 页 (包括封面) 拟 制 侯晓华 审 核 会 签 标准化 批 准 深圳市中兴通讯股份有限公司 目 录 一 仿真目的 3 二 关键技术 3 三 模块功能介绍 4 3.1 直流工作点仿真 5 3.2 工作点温补系数 6 3.3 温补后工作点的温度特性 6 3.4 功放管P1dB点的Loadpull仿真 7 3.5 功放管单音Loadpull仿真 7 3.6 功放管双音Loadpull仿真 8 3.7 完整电路的单音仿真 9 3.8 完整电路的双音仿真 10 3.9 包络仿真 10 四 仿真与实测的对比 11 五、后记 12 功放仿真模块 一 仿真目的 一直以来，功放的设计都是无线通讯系统中的设计难点，特别是在CDMA系统中，由于对功放线性的要求，使得设计工作量很大。在传统的设计中，主要依靠大量的试验和设计人员对功放的理解和经验，即Cut ＆ Try的方式。而新接触功放设计的人员主要依靠“以师带徒”的学习方式，导致成长过程的缓慢。还有一个问题就是在功放的测试过程中，很多参数不易测量或是测量需要大量的人力和时间，比如功放交调失真的相位测量。同时，目前公司大量使用的功率器件为LDMOSFET(Lateral Diffused metallic oxide semiconductor field effect transistor)器件，该器件的一个显著特点就是工作点会随着温度飘移，进而大大的影响功放的指标，因此工作点的温度补偿技术也一直是功放设计的重点与难点。 随着技术的发展，射频电路的器件模型、仿真技术和仿真软件日渐成熟，电路的仿真工作也做的越来越多。在公司的模快化库中就有利用ADS仿真设计低噪声放大器的模块，但是关于功放仿真的还是一片空白。本模块将提供一个功放ADS仿真的一个通用方法，使用时只需将相应的参数调整，即可得到功放电路的基本电流电压参数，然后使用ADS强大的后处理函数，即可得到任何想得到的参数，如输入输出阻抗、电流效率、增益、交调（包括幅度和相位）等。如果应用功率器件的电热模型（Electro Thermal Model），则可模拟温度变化对整个电路的参数指标的影响，从而可方便的得到温度的补偿系数。采用ADS强大的统计分析功能，还可以方便的分析器件的离散性对功放指标的影响。本模块重点在功放管的直流工作点及其输入输出阻抗的分析。 二 关键技术 该平台使用的基本技术为负载牵引（LoadPull）技术，该技术的核心思想是在功放管处于一定的状态下，给它一个负载，来考察其行为（即测量感兴趣的电参数）。如果给它一系列的负载，则得到一系列的测量结果，然后据此选择我们认为最好的一个负载，作为设计的依据。这实际上是一种枚举方法。其精度主要取决于模型的精度。目前市场上有一种设备，如Maury的ATS（Automated Tuner System）系统就是用硬件实现LoadPull技术的设备。 ADS仿真与ATS系统的比较如下： 1、在精度方面，ADS仿真主要依靠模型的精度，ATS主要依靠测量的精度； 2、在速度方面，ADS速度很快，能在短时间内得到大量的数据，而ATS的阻抗调整依靠机械调整，速度很慢； 3、在数据量方面，ADS可以根据自己的需要，灵活方便的得到任意想要的参数，ATS依靠测量仪器的功能； 4、在经济方面，如果已有ADS软件，则仿真只需要人力成本，但ATS非常昂贵。 在器件的模型方面，目前公司使用的大功率微波放大管基本上均是Motorola的LDMOS器件，且Motorola提供大部分器件的ADS仿真模型，可以