增益壓縮和大信號(hào)S參數(shù)仿真分析 實(shí)驗(yàn)報(bào)告_第1頁
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文檔簡介

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱:ADS射頻電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與典型應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱:增益壓縮和大信號(hào)S參數(shù)仿真分析學(xué)院: 工學(xué)院 專業(yè)班級(jí): 11信息工程 姓名: 學(xué)號(hào): 1195111016 指導(dǎo)教師: 唐加能 預(yù)習(xí)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋竟?jié)實(shí)驗(yàn)課程將通過給出一個(gè)增益壓縮例程原理圖和大信號(hào)S參數(shù)仿真歷程原理圖,并將其電路通過仿真來實(shí)現(xiàn),從而幫助大家對(duì)這兩種模型有進(jìn)一步的理解與認(rèn)識(shí)。二、 實(shí)驗(yàn)儀器PC,ADS仿真軟件三、 實(shí)驗(yàn)原理增益壓縮仿真中各項(xiàng)需要用到的模型介紹(1) 放大器模型Amplifier放大器Amplifier是一個(gè)系統(tǒng)原件,這個(gè)放大器既沒有子電路,也沒有電路模型,而是給出了放大器的參數(shù),放大器的參數(shù)已

2、經(jīng)在原理圖中顯示出來放大器參數(shù)的含義如下:如果用戶自己搭建原理圖,在原理圖中插入并設(shè)置系統(tǒng)級(jí)放大器的步驟如下:·在原理圖的元件面板列表上,選擇項(xiàng),元件面板上出現(xiàn)與放大器和混頻器對(duì)應(yīng)的原件圖標(biāo),如圖1所示圖1·在圖1所示的元件面板上,選擇Amp元件插入原理圖的畫圖區(qū),在畫圖區(qū)Amp元件顯示為Amplifier元件·雙擊畫圖區(qū)的Amplifier元件,可以打開對(duì)話框,由對(duì)話框可以設(shè)置放大器的參數(shù)(2) 終端負(fù)載Term在增益壓縮仿真,輸出端口加終端負(fù)載Term。這里輸出端口為Term2,這個(gè)輸出端口的特性阻抗為50圖2 Term電路模型(3) 頻域功率源在輸入端口為頻

3、域功率源,這里的頻域功率源的設(shè)置如下(4) 增益壓縮仿真控制器在原理圖中,有增益壓縮仿真控制器GAIN COMPRESSION,這里增益壓縮仿真控制器的設(shè)置如下。(5) 諧波平衡仿真控制器。在原理圖中,有諧波平衡仿真控制器HARMONIC BALANCE,這里諧波平衡仿真控制器的設(shè)置如下。(6) 參數(shù)掃描計(jì)劃控制器。在原理圖中,有參數(shù)掃描計(jì)劃控制器HARMONIC SWEEP PLAN,這里參數(shù)掃描計(jì)劃控制器的設(shè)置如下。(7) 變量控件在原理圖中,有變量控件VAR,原理圖中的變量都在變量控件VAR中顯示,同時(shí)變量控件VAR設(shè)置所有變量的默認(rèn)值。這里變量控件的設(shè)置如下。大信號(hào)S參數(shù)仿真各項(xiàng)需要用

4、到的模型介紹(1) 放大器模型Motorola_PAS參數(shù)仿真原理圖SP1.dsn中的放大器是一個(gè)電路模型。Motorola_PA是這個(gè)電路模型的符號(hào)。圖3 Motorola_PA電路模型Motorola_PA符號(hào)有子電路,它的特性是由子電路來決定,查看子電路的具體步驟如下:在原理同SP1.dsn中,單擊按鈕,再單擊Motorola_PA電路模型。其中的Motorola_Mosfet_Model也有子電路,可以通過相同方法進(jìn)入查看。圖4 Motorola_Mosfet_Model電路模型(2) 終端負(fù)載Term在大信號(hào)S參數(shù)仿真中,輸出端口加終端負(fù)載Term,這個(gè)端口的特性阻抗為50(3) 頻

5、域功率功率源P_1Tone在大信號(hào)S參數(shù)仿真中,有頻域功率源P_1Tone,這個(gè)源的某些參數(shù)已經(jīng)在原理圖中顯示出來,這個(gè)源給放大電路提供輸入信號(hào)信號(hào)功率。(4) 直流電壓源V_DC。在大信號(hào)S參數(shù)仿真中,有兩個(gè)直流電壓源V_DC,這兩個(gè)源的某些參數(shù)已經(jīng)在原理中顯示出來,這兩個(gè)源給放大電路提供靜態(tài)工作點(diǎn)(5) 大信號(hào)S參數(shù)仿真控制器LSSP.在大信號(hào)S參數(shù)仿真原理圖中(以后簡稱大S原理圖),有大信號(hào)S參數(shù)仿真控制器LSSP用來設(shè)置大信號(hào)S參數(shù)仿真的參數(shù)。由原理圖可以看出,大信號(hào)S參數(shù)仿真控制器參量的設(shè)置如下。(6) 諧波平衡仿真控制器在原理圖中,有諧波平衡仿真控制器HARMONIC BALANC

6、E,諧波平衡仿真控制器用來設(shè)置諧波平衡仿真的參數(shù),這里諧波平衡仿真控制器的設(shè)置如下。(7) 變量控件在原理圖中,有變量控件VAR,原理圖中的變量都在變量控件VAR中顯示,同時(shí)變量控件VAR設(shè)置所有變量的默認(rèn)值。這里變量控件的設(shè)置如下。四丶實(shí)驗(yàn)步驟1、增益壓縮參數(shù)仿真(1) 打開ADS軟件,彈出主視窗,選擇主視窗中的【View】菜>Example Directory,在主視窗的文件管理區(qū)可以看到examples文件夾,文件夾內(nèi)是所有的例程。(2) 雙擊examples文件夾中的Tutorial文件夾,進(jìn)入Tutorial文件夾。(3) 雙擊Tutorial文件夾中的SimModels_pr

7、j,進(jìn)入SimModels_prj項(xiàng)目,再雙擊項(xiàng)目管理區(qū)的networks,在文件瀏覽區(qū)顯示出該項(xiàng)目下所有的原理圖文件,其中原理圖文件XDB1.dsn為增益壓縮仿真原理圖。(4) 雙擊文件瀏覽器的XDB1.dsn,在項(xiàng)目管理區(qū)出現(xiàn)XDB1(Schematic),再雙擊項(xiàng)目管理區(qū)的XDB1(Schematic),就可以打開增益壓縮仿真原理圖了,增益壓縮仿真原理圖如圖下所示增益壓縮仿真原理圖(5)在XDB1.dsn原理圖的工具欄中單擊就能進(jìn)行仿真。仿真結(jié)束后其結(jié)果會(huì)自動(dòng)以視窗的形式彈出。(6)這里還有另一種方法可以直接查看軟件中保存的結(jié)果,在XDB1.dsn原理圖視窗中,選擇Window的菜單&g

8、t;Open Data Display,在彈出的對(duì)話框中單擊XDB1.dds,選擇查看XDB1.dsn原理圖的仿真結(jié)果,然后選擇【打開】按鈕,關(guān)閉對(duì)話框,結(jié)果會(huì)自動(dòng)彈出。2、大信號(hào)S參數(shù)仿真在主視窗打開大信號(hào)S參數(shù)仿真例程原理圖,打開原理圖的步驟如下。 大信號(hào)S參數(shù)仿真原理圖查看方式與上個(gè)實(shí)驗(yàn)相同實(shí)驗(yàn)報(bào)告五、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)及分析1、增益壓縮仿真 圖6.1.1 1dB增益壓縮點(diǎn)處輸出信號(hào)的頻譜 圖6.1.2 由諧波平衡仿真得到的輸出信號(hào)頻譜 由圖6.1.1可以看出當(dāng)輸入功率Pin=-10.0dBm時(shí)以1GHz為基頻的5次諧波,分別對(duì)應(yīng)的1dB增益壓縮點(diǎn)處的輸出功率大小。由圖6.1.2可以看出1GHz

9、頻率與他的5次諧波分量,各自當(dāng)頻率保持不變輸入功率從-10dBm15dBm以1dBm為步進(jìn)對(duì)應(yīng)的輸出功率。圖6.1.3 增益壓縮值的方程和曲線圖6.1.3中有線性的增益方程Linear、增益壓縮情況下的增益方程Gain和計(jì)算增益壓縮值的方程compression,有線性增益方程的曲線、增益壓縮情況下的增益方程的曲線,有標(biāo)記m1和m2處的增益壓縮值列表、1dB增益壓縮點(diǎn)處輸入功率列表和1dB增益壓縮點(diǎn)處輸出功率列表。由圖6.1.3可以得到如下數(shù)據(jù):Linear=22.996,表示標(biāo)記m1處的增益值為22.996dBm。Plot_vs=22.098,表示標(biāo)記m2處的增益值為22.098dBm。Compression=0.898,表示標(biāo)記m1和m2處的增益壓縮值為0.898。Input1=13.382,表示1dB增益壓縮點(diǎn)處輸入功率為13.382dBm。Output1=22.382,表示1dB增益壓縮點(diǎn)處輸出功率為22.382 dBm。 圖6.1.4 增益

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