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3.3 SP模型仿真设计-综合指标实现 将噪声系数、放大器增益、稳定系数都加入优化 目标中进行优化,并通过对带内放大器增益的限制 来满足增益平坦度指标,最终达到各个要求指标。 如果电路稳定系数变得很小(低于0.9),难以达到 优化目标,或者S(1,1)的值在整个频带内的某些频 点在0dB以上,则需要加入负反馈,改善放大器的 稳定性。 对部分电路指标的优化可能导致其它某些指标的恶化,可以根据需要增加一些优化变量。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第63页。 3.3 SP模型仿真设计-原理图 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第64页。 3.3 SP模型仿真设计-仿真结果 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第65页。 3.4封装模型仿真设计 进行完sp模型设计以后,需要将sp模型替换为封装模型来作进一步设计,有以下工作需要进行 将sp模型替换为封装模型 选择直流工作点并添加偏置电压 进行馈电电路的设计(电阻分压、扇形线、高阻线等的使用) 替换为封装模型后各项参数会有所变化,如果不满足技术指标的话可以对封装模型的原理图再进行仿真优化。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第66页。 3.4封装模型仿真设计-直流工作点的选择 建立如下电路对器件的I-V特性进行仿真,以选择直流工作点。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第67页。 3.4封装模型仿真设计-偏置电路的设计 在设计偏置电路时,要为了防止交流信号对直流电源的影响,在电源与馈电点之间需要添加1/4波长高阻线以遏制交流信号。 注意如果电路中有终端短路的微带线时,为了避免直流短路,应在接地端插入隔直电容。 为了简单起见,偏置电路设计可以不进行原理图仿真,直接在画版图时实现。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第68页。 3.4封装模型仿真设计-原理图 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第69页。 (五)绘制电路版图 仿真完成后要根据结果用Protel软件绘制电路版图,绘制版图时要注意以下几点 偏置电路的设计和电源滤波电路的设计。 所用电路板是普通的双层板,上层用来绘制电路,下层整个作为接地。 根据版图的大小尺寸要求调整功分器两边50欧姆阻抗线的长度,便于安装在测试架上 在绘制版图时受加工精度的限制,尺寸精度到0.01 mm即可,线宽要大于0.2mm。 各个接地点要就近接地。 由于制板时实际线宽往往要比设计线宽小0.01mm左右,在绘制版图时要考虑这个问题。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第70页。 偏置电路设计举例 图中R1和C1、C2用作电源滤波,R2和R3用作分压,以提供合适的直流偏置电压。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第71页。 电路版图举例 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第72页。 (六)低噪声放大器的制作与调试 对照设计版图检查加工好的微波电路板(包括微带线尺寸,电源输出,沉铜孔的位置等),并按照所用的电路元件表准备元器件。 按照电路原理图进行焊接,首先焊接放大器的供电部分,通电检查电压正确后再焊接其他无源器件(电阻,电容,电感),最后将晶体管按正确方式焊接。 在检查焊接无误后,将电路板安装到测试架上,接通直流电源测量放大器的直流工作点,并进行调整,使其满足设计要求。 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第73页。 低噪声放大器的制作与调试(续) 按下面的测试框图对放大器的各项指标进行测试(网络分析仪和噪声仪的使用参照仪器说明)。注意:在测试前必须检查放大器的输入输出端是否已接耦合电容,否则会造成仪器损坏。 S参数测试框图 噪声系数测试框图 (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第74页。 需要测试的参数主要有以下几个 S11,S22:输入、输出端的反射系数 S21:传输系数,由此可测得放大器的增益 噪声系数 将测试结果与仿真结果相比较,并看其是否满足设计指标。 若不满足设计指标,则对结果进行分析后,通过调整元器件的参数(电容,电感,电阻的值),使其达到设计指标。 低噪声放大器的制作与调试(续) (完整版)ADS设计低噪声放大器的详细步骤全文共77页,当前为第75页。 思考题 稳定系数为什么要在包括通带的全频域内满足条件? 设计低噪声放大器的匹配电路和其它匹配电路有什么不同的地方? Sp模型能否进行I-V特性曲线仿真,仿真得到的结果能否代表这一器
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