增益壓縮和大信號S參數(shù)仿真分析 實驗報告

1、實驗報告課程名稱：ADS射頻電路設(shè)計基礎(chǔ)與典型應用實驗項目名稱：增益壓縮和大信號S參數(shù)仿真分析學院： 工學院 專業(yè)班級： 11信息工程 姓名： 學號： 1195111016 指導教師： 唐加能 預習報告一、 實驗目的本節(jié)實驗課程將通過給出一個增益壓縮例程原理圖和大信號S參數(shù)仿真歷程原理圖,并將其電路通過仿真來實現(xiàn)，從而幫助大家對這兩種模型有進一步的理解與認識。二、 實驗儀器PC，ADS仿真軟件三、 實驗原理增益壓縮仿真中各項需要用到的模型介紹（1） 放大器模型Amplifier放大器Amplifier是一個系統(tǒng)原件，這個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)級放大器的步驟如下：·在原理圖的元件面板列表上，選擇項，元件面板上出現(xiàn)與放大器和混頻器對應的原件圖標，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，可以打開對話框，由對話框可以設(shè)置放大器的參數(shù)（2） 終端負載Term在增益壓縮仿真，輸出端口加終端負載Term。這里輸出端口為Term2,這個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)掃描計劃控制器。在原理圖中，有參數(shù)掃描計劃控制器HARMONIC SWEEP PLAN,這里參數(shù)掃描計劃控制器的設(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，同時變量控件VAR設(shè)置所有變量的默認值。這里變量控件的設(shè)置如下。大信號S參數(shù)仿真各項需要用

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中的放大器是一個電路模型。Motorola_PA是這個電路模型的符號。圖3 Motorola_PA電路模型Motorola_PA符號有子電路，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入查看。圖4 Motorola_Mosfet_Model電路模型（2） 終端負載Term在大信號S參數(shù)仿真中，輸出端口加終端負載Term，這個端口的特性阻抗為50（3） 頻

5、域功率功率源P_1Tone在大信號S參數(shù)仿真中，有頻域功率源P_1Tone，這個源的某些參數(shù)已經(jīng)在原理圖中顯示出來，這個源給放大電路提供輸入信號信號功率。（4） 直流電壓源V_DC。在大信號S參數(shù)仿真中，有兩個直流電壓源V_DC,這兩個源的某些參數(shù)已經(jīng)在原理中顯示出來，這兩個源給放大電路提供靜態(tài)工作點（5） 大信號S參數(shù)仿真控制器LSSP.在大信號S參數(shù)仿真原理圖中（以后簡稱大S原理圖），有大信號S參數(shù)仿真控制器LSSP用來設(shè)置大信號S參數(shù)仿真的參數(shù)。由原理圖可以看出，大信號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，同時變量控件VAR設(shè)置所有變量的默認值。這里變量控件的設(shè)置如下。四丶實驗步驟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，進入Tutorial文件夾。（3） 雙擊Tutorial文件夾中的SimModels_pr

7、j,進入SimModels_prj項目，再雙擊項目管理區(qū)的networks，在文件瀏覽區(qū)顯示出該項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,在項目管理區(qū)出現(xiàn)XDB1(Schematic),再雙擊項目管理區(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行仿真。仿真結(jié)束后其結(jié)果會自動以視窗的形式彈出。（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)閉對話框，結(jié)果會自動彈出。2、大信號S參數(shù)仿真在主視窗打開大信號S參數(shù)仿真例程原理圖，打開原理圖的步驟如下。 大信號S參數(shù)仿真原理圖查看方式與上個實驗相同實驗報告五、 實驗總結(jié)及分析1、增益壓縮仿真 圖6.1.1 1dB增益壓縮點處輸出信號的頻譜 圖6.1.2 由諧波平衡仿真得到的輸出信號頻譜 由圖6.1.1可以看出當輸入功率Pin=-10.0dBm時以1GHz為基頻的5次諧波，分別對應的1dB增益壓縮點處的輸出功率大小。由圖6.1.2可以看出1GHz

9、頻率與他的5次諧波分量，各自當頻率保持不變輸入功率從-10dBm15dBm以1dBm為步進對應的輸出功率。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，有標記m1和m2處的增益壓縮值列表、1dB增益壓縮點處輸入功率列表和1dB增益壓縮點處輸出功率列表。由圖6.1.3可以得到如下數(shù)據(jù)：Linear=22.996，表示標記m1處的增益值為22.996dBm。Plot_vs=22.098，表示標記m2處的增益值為22.098dBm。Compression=0.898,表示標記m1和m2處的增益壓縮值為0.898。Input1=13.382，表示1dB增益壓縮點處輸入功率為13.382dBm。Output1=22.382，表示1dB增益壓縮點處輸出功率為22.382 dBm。 圖6.1.4 增益