ADS設(shè)計(jì)低噪聲放大器的詳細(xì)步驟PPT教學(xué)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1ADS設(shè)計(jì)低噪聲放大器的詳細(xì)步驟設(shè)計(jì)低噪聲放大器的詳細(xì)步驟PPT教學(xué)課件教學(xué)課件（二） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n了解微波低噪聲放大器的工作原理。n使用ADS軟件設(shè)計(jì)一個(gè)低噪聲放大器，并對其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化、仿真。n根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果繪制電路版圖，并加工成電路板。n對加工好的電路進(jìn)行調(diào)試，使其滿足設(shè)計(jì)要求。第1頁/共75頁（三）低噪聲放大器的技術(shù)指標(biāo) 輸入輸出反射系數(shù) 噪聲系數(shù) 放大器增益 穩(wěn)定系數(shù) 通帶內(nèi)的增益平坦度第2頁/共75頁（四）用ADS軟件設(shè)計(jì)低噪聲軟件設(shè)計(jì)低噪聲放大器放大器 本節(jié)內(nèi)容是介紹使用ADS軟件設(shè)計(jì)低噪聲放大器的方法：包括原理圖繪制，電路參數(shù)的優(yōu)化、仿真，版圖的仿真等。 下面開始按順

2、序詳細(xì)介紹用ADS軟件設(shè)計(jì)低噪聲放大器的方法。第3頁/共75頁第4頁/共75頁第5頁/共75頁有封裝的大信號模型可以用來生成版圖第6頁/共75頁第7頁/共75頁第8頁/共75頁第9頁/共75頁第10頁/共75頁第11頁/共75頁第12頁/共75頁第13頁/共75頁第14頁/共75頁第15頁/共75頁第16頁/共75頁第17頁/共75頁第18頁/共75頁第19頁/共75頁第20頁/共75頁第21頁/共75頁第22頁/共75頁第23頁/共75頁第24頁/共75頁點(diǎn)擊 按鍵，進(jìn)行仿真，彈出數(shù)據(jù)輸出窗口第25頁/共75頁第26頁/共75頁一些基本的控制。第27頁/共75頁第28頁/共75頁第29頁/共

3、75頁第30頁/共75頁第31頁/共75頁第32頁/共75頁第33頁/共75頁第34頁/共75頁第35頁/共75頁第36頁/共75頁第37頁/共75頁第38頁/共75頁第39頁/共75頁第40頁/共75頁第41頁/共75頁第42頁/共75頁第43頁/共75頁第44頁/共75頁第45頁/共75頁第46頁/共75頁第47頁/共75頁第48頁/共75頁第49頁/共75頁第50頁/共75頁第51頁/共75頁第52頁/共75頁第53頁/共75頁第54頁/共75頁第55頁/共75頁第56頁/共75頁第57頁/共75頁第58頁/共75頁第59頁/共75頁第60頁/共75頁3.3 SP模型仿真設(shè)計(jì)-綜合指標(biāo)實(shí)

4、現(xiàn)將噪聲系數(shù)、放大器增益、穩(wěn)定系數(shù)都加入優(yōu)化 目標(biāo)中進(jìn)行優(yōu)化，并通過對帶內(nèi)放大器增益的限制 來滿足增益平坦度指標(biāo)，最終達(dá)到各個(gè)要求指標(biāo)。如果電路穩(wěn)定系數(shù)變得很小(低于0.9)，難以達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，或者S(1,1)的值在整個(gè)頻帶內(nèi)的某些頻點(diǎn)在0dB以上，則需要加入負(fù)反饋，改善放大器的穩(wěn)定性。對部分電路指標(biāo)的優(yōu)化可能導(dǎo)致其它某些指標(biāo)的惡化，可以根據(jù)需要增加一些優(yōu)化變量。第61頁/共75頁3.3 SP模型仿真設(shè)計(jì)-原理圖第62頁/共75頁3.3 SP模型仿真設(shè)計(jì)-仿真結(jié)果第63頁/共75頁第64頁/共75頁3.4封裝模型仿真設(shè)計(jì)-直流工作點(diǎn)的選擇 建立如下電路對器件的I-V特性進(jìn)行仿真，以選擇直流工作

5、點(diǎn)。第65頁/共75頁3.4封裝模型仿真設(shè)計(jì)-偏置電路的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)偏置電路時(shí)，要為了防止交流信號對直流電源的影響，在電源與饋電點(diǎn)之間需要添加1/4波長高阻線以遏制交流信號。注意如果電路中有終端短路的微帶線時(shí)，為了避免直流短路，應(yīng)在接地端插入隔直電容。 為了簡單起見，偏置電路設(shè)計(jì)可以不進(jìn)行原理圖仿真，直接在畫版圖時(shí)實(shí)現(xiàn)。第66頁/共75頁3.4封裝模型仿真設(shè)計(jì)-原理圖第67頁/共75頁（五）繪制電路版圖n仿真完成后要根據(jù)結(jié)果用Protel軟件繪制電路版圖，繪制版圖時(shí)要注意以下幾點(diǎn)n偏置電路的設(shè)計(jì)和電源濾波電路的設(shè)計(jì)。n所用電路板是普通的雙層板，上層用來繪制電路，下層整個(gè)作為接地。n根據(jù)版圖的大小

6、尺寸要求調(diào)整功分器兩邊50歐姆阻抗線的長度，便于安裝在測試架上n在繪制版圖時(shí)受加工精度的限制，尺寸精度到0.01 mm即可，線寬要大于0.2mm。n各個(gè)接地點(diǎn)要就近接地。n由于制板時(shí)實(shí)際線寬往往要比設(shè)計(jì)線寬小0.01mm左右，在繪制版圖時(shí)要考慮這個(gè)問題。第68頁/共75頁偏置電路設(shè)計(jì)舉例圖中R1和C1、C2用作電源濾波，R2和R3用作分壓，以提供合適的直流偏置電壓。第69頁/共75頁電路版圖舉例第70頁/共75頁（六）低噪聲放大器的制作與調(diào)試對照設(shè)計(jì)版圖檢查加工好的微波電路板（包括微帶線尺寸，電源輸出，沉銅孔的位置等），并按照所用的電路元件表準(zhǔn)備元器件。按照電路原理圖進(jìn)行焊接，首先焊接放大器的

7、供電部分，通電檢查電壓正確后再焊接其他無源器件（電阻，電容，電感），最后將晶體管按正確方式焊接。在檢查焊接無誤后，將電路板安裝到測試架上，接通直流電源測量放大器的直流工作點(diǎn)，并進(jìn)行調(diào)整，使其滿足設(shè)計(jì)要求。第71頁/共75頁低噪聲放大器的制作與調(diào)試（續(xù)）按下面的測試框圖對放大器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試（網(wǎng)絡(luò)分析儀和噪聲儀的使用參照儀器說明）。注意：在測試注意：在測試前必須檢查放大器的輸入輸出端是否已接耦合電容，否前必須檢查放大器的輸入輸出端是否已接耦合電容，否則會造成儀器損壞。則會造成儀器損壞。 S參數(shù)測試框圖 噪聲系數(shù)測試框圖第72頁/共75頁n需要測試的參數(shù)主要有以下幾個(gè)S11，S22：輸入、輸出端的反射系數(shù)S21：傳輸系數(shù)，由此可測得放大器的增益噪聲系數(shù)n將測試結(jié)果與仿真結(jié)果相比較，并看其是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。n若不滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，則對結(jié)果進(jìn)行分析后，通過調(diào)整元器件的參數(shù)（電容，電感，電阻的值），使其達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。低噪聲放大器的制作與調(diào)試（續(xù)）第73頁/共75頁思考題穩(wěn)定系數(shù)為什么要在包括通帶的全頻域內(nèi)滿足條件？設(shè)計(jì)低噪聲放大器的匹配電路和其它匹配電路有什么不同的地方？Sp模型能否進(jìn)行I-V特性曲線仿真，仿真