檢波器電路設(shè)計

1、檢波器電路設(shè)計一、設(shè)計目的1、理解二極管的操作原理2、理解二極管檢波器的基本原理和基本工作原理二、設(shè)計要求1、設(shè)計二極管檢波電路。2、對二極管檢波電路的特性進行仿真3、設(shè)計報告應該包括二極管檢波的基本工作原理以及仿真分析。三、基本原理1、二極管的工作原理從根本上來說，二極管是個非線性的直流的電壓電流的阻抗，用公式可看出其特性：當一1q:電荷k:玻耳茲曼常數(shù)（丿人）T:絕對溫度n:理想因數(shù)=:mi理想因數(shù)n和二極管的結(jié)構(gòu)有關(guān)，值為12。使用于肖特基勢壘二極管的n值大約為1.2。圖8.1二極管等價模型將二極管的電壓值代入到公式8.2中:V=V+v這里，|:直流偏壓-:交流小信號電壓可以將公式8.1

2、在v點進行泰勒級數(shù)展開：這里，：顯示為直流偏流從V。的第一個和第二個派生得出公式84和85:=?！斑?夕(厶+Q=曲尸V一這里，./二極管的合阻抗，:/二極管的動態(tài)電導率因此，公式83和公式86可以用直流偏流10和交流偏壓i的和來表示：J(V)=人+?=人+vG-；(打+-當只使用公式86的前三項來替代稱為小信號近似，對于大多數(shù)的檢波器來說這是比較適宜的解決方式。2、二極管的檢波原理用二極管的非線性原理可以檢測振幅已調(diào)的載波。在這種情況下，二極管的電壓表現(xiàn)為：iXt）=+JTlCGS少規(guī)補COSUr/這里已調(diào)信號頻率，載波頻率,（葩I畑）調(diào)頻指數(shù)，I交流電的二極管電流值為：?（）=試“G+址中

3、G+用公式88替代87,二極管的輸出電流值為:疇.rjftHi)=uGj(l+mcoscumdcoscMo+G1+n?cas也和昨=%（；cos購才+-羅（:陽由口+葩獨”+一羅cos（絢曲押“D+w?co=!(2射1+聊利)亡斗moos(2|曲申片-I-乎oo営2曹芒Wcop2(n-wj?f1+-+210084-cos2)ffl-Kcos?n_g+屮;2（帥1十如+申;使用低通濾波器，從非必需的頻率成分中只提取需要的輸出頻率成分是可能的。電流頻率為mm2,這與輸入電流的功率成比例。這種平方關(guān)系對于二極管檢波器來說是普遍出現(xiàn)的情況，但只存在于對輸入功率的范圍進行限制時。如果輸入功率太高的話，小

4、信號的情況將不會出現(xiàn)，輸出將達到飽和狀態(tài)。四、設(shè)計過程1、檢波器設(shè)計說明L=0-5riHL2LCC2二C=O.0.13pFmiL4L=0_5nHFrequenceyRange2.45GHzS11-10dB2、檢波器等效電路C-C3C=0.D8pF3、原理圖的繪制打開ADS軟件如圖時!.岳耳黑躬3.與syiffrnruollisF5sFilsViewOptionslookWindowDesignKitsDesi口n百HideHelpNewOpen匚loseWorkspacmJConvertProjecttoWorkspace.丿號DeleteWorkspace.門Workspace,Librar

5、y.Schematic.SaveAll*CloseAllLayout.5i/rmbol.Substrate.HierarchyPolicy.ManageLibraries.CopyLibrary.RenameLibrary.Archiv/eWorkspace.UnarchiYeWorkspaceorProj&ct,ImportRecentWorkspaceskRecentSymbolskRecentSchematicskRecentLayoutsk入EKit.Alt+F4彈出如圖所示對話框:在workspacename一欄中輸入工作組的名字，直點擊next直到出現(xiàn)下圖所示的對話框：點擊fini

6、sh,新建一個工作組如圖:皆AjrivanjCBriDesign2011.as(MLain)Bfe血外QptcrisImbiyjndow氏勺“血DMdrGjdi：HdpI初誠111嘉Ci兩禺t洌氓壽laltV:rjFaLierViewLibrarrViwW:DUlebt叫甘.dUHyVArkspatM/urFII選擇file-new-schematic攻口圖:AdvancedDesignSystem2011.05(MainJFileViewOptionscicilmWindowDesignKitsDeeignGjideHelpWorkspace.|Library.Schematic.Layou

7、t.5j/mbol.Substrate.HierarchyPolicy.彈出如圖所示對話框:螢AdvancedDesignS/stem2011.05(Main)FileViewOptionsToolsWindowD&signlitDesignGuideHelpFi嗅Yii-nFolderViewLib:遼yYiewD:usersdefaultMyWorkspaceZwrk點擊OK,新建一個原理圖如下圖:土cdl_ZKjrl.IJir.iry3_libzrll_3:idiEiwsitQ，*(Sclhi=rri.illccAtdt:5?虹thwl8和洛Ed,曲b紉由常Diffiisrtd-ri.際

8、叩歷皿ypbD帀臺七dMX呼粵序爭色零暉婆井雯才甘和汨團園s”1曙血內(nèi)餵歹觀門盒舸曲gJB圃S1就to凹-WrRfYi_.L冷P-E3-ami師PLEPHG詞FFL憂PLG1卜:題T按照等效電路圖從元件庫中找到所需要的元件。雙擊元件，彈出如圖所示對話框，設(shè)置其參數(shù):在工具欄找到按鈕，單擊按鈕，鼠標指針變?yōu)槿鐖D所示十字，按照等效電路圖，把元件的一個端點它所對應的另一個元件的端點連接起來，如圖。)1*CC1L1L=05HHL2L=10nHfCC2半C=C&06pFCD.0S.pER2R=6Ohm*WV-；R”R1R=S36185aim*)匚C4C=O.pFcC3C=OO0pF接線完畢，完成原理圖的

9、繪制，如下圖:-cf“T斡CiIMX甲,r.T七爭尋卡4.廷吃心岡區(qū)-丑：-吉證（L需上*Hl241C1L=0.5nHCQ08pF_墊氏亍RRi一Ft=52閑BSOtimT.T卜rzzqFihMV：耳uIL=0.5nHL2L=1.0nHPCC2二C=0.D6pFWRFt2霑令OhmT1CC3C=0.08pF1c-04C-0.18pF14L=0.5nH四、對原理圖的仿真：1、直流仿真：直流仿真是所有仿真的基礎(chǔ)，它可執(zhí)行電路的拓撲檢查以及直流工作點掃描和分析。選擇simulate-simulationsetup如口圖:彈出如下對話框:茶SimulationSetup:?點擊simulate,彈出如

10、下對話框:HSuLp訂皿|*|電Lm-Hcan1xdIIbtHSturtXIfiiplilr-5i.npVciildyiu.liEtk*lpreslvinithtSIfSiE；r*tkDaapltrJ)4tU4ty,UmcU.aioiBrwssJ國Doml;xhtvLhsi.liM.33nDpanDkt.Daipll?vhw.xannillLianmplatiWah-bjt品$P-alaay=1.0nHSlbuIx-I*ippljf匚ulcbLK.1P點擊next，彈出如下對話框:5lrMi.ihtlDHsetup:7iSthmatkWizard;?Sir-Td-atacTi-?dt品lapE

11、tuoDmribirUMI,OpenDit-iDisrl-iyvhwi陽nrala:ian*c-jflirLfttesHi-BFirrlgrFcySLuidu*dOia4i24.SariulkLIfTl：llR2R=6OhmIJ魚hmiji5inKtionsforcriiltiucschm勺tirCaJfZwIfLJiLsh選中DC,點擊finish，彈出如下:：*U4御占IfIrs:INaJ.i-.-i1忡T*昨、dtir咿in畫曙vvvDCSmulsCign13_J.SFtTSrWfc-VR3C-ii-iiii/twzi在空白區(qū)域單擊左鍵，如下:c=t|HyltrBYhv=Lx:tvnJ飼

12、&nn:J曲E#!：|mitanchyMa曲如iMandMg點擊close,把電源和原理圖的輸入端相連，電阻和原理圖的輸出端相連，如下:點擊simulate-simulate，如下:EMvLitiraryJib:ajlLl：stricrrtiLrCSchem;rtiic):7選擇simulate，得到其直流仿真圖如下:4OutputVoltagevs.Frequency弒osmpVDCm3700=10.000-1.0E.3Dfl-ITijm4VD010.000piiaMiVoijftJtOODCkleg2、交流仿真，交流仿真能獲取小信號傳輸參數(shù)，如電壓增益，電流增益，線性噪聲電壓，電流。在設(shè)計

13、無源電路和小信號有源電路如LNA時，此仿真器十分有用。交流仿真過程和直流仿真相似，只是在仿真類型選擇的環(huán)節(jié)，選擇AC，如下：OutputVolltagevs.Frequencym3jreq=40.00MHza&iywt戶-22百57口話孟PTec:=WDOMIHZ詹pron號石Ep-ft3、S-parameterSimulation微波器件在小信號時，被認為工作在線性狀態(tài)，是一個線性網(wǎng)絡(luò);在大信號工作時，被認為工作在非線性狀態(tài)，是一個非線性網(wǎng)絡(luò)。通常采用S參數(shù)分析線性網(wǎng)絡(luò)，諧波平衡法分析非線性網(wǎng)絡(luò)。S參數(shù)是入射波和反射波建立的一組線性關(guān)系，在微波電路中通常用來分析和描述網(wǎng)絡(luò)的輸入特性。S參數(shù)中

14、的S11,和S22反映了輸入輸出端的駐波特性，S21反映了電路的幅頻和相頻特性以及群時延特性，S12反映電路的隔離性能。S-parameterSimulation仿真時將電路視為一個四端口網(wǎng)絡(luò)，在工作點上將電路線性化，執(zhí)行線性小信號分析，通過其特定的算法，分析出各種參數(shù)值，因此S-parameterSimulation可以分析線性S-parameter，線性噪聲參數(shù)，傳輸阻抗（Zij）以及傳輸導納（Yij）。前期過程和DC相似，在選擇仿真類型時，選擇S-parameterSimulation，如下:Sr；SdtfimaiUi：區(qū)姿三Slkfimplatdi弘蝕FinishIparLe-thii

15、rauli.LiantHpJklKftC彳Lb-fdiCCutnwFipajricyLogartfmLriwjumcy沖Hamnni*:BnceOreTrrT8MltuToneTtLa-igE3grtdS-P-aranretefsj-fajVfirI2C-UIK:J.3-mgBK.B,3ci-Fg養(yǎng)建舉垮參SIP召frflnl眾3_d-.GKgq呂?3HIT&Eicgi-i-w?.:!-Q-lsBrTHSIPIT.TI-Mloga嚴5mrn*園S丄斉予養(yǎng)擊包百心石XMHy：悼已口j:山口乍圈簞勾uouEpmTSjamEjEd-s并慨母S冥pmip彗鑾:小屮昭樣pn日哥和叫哲金網(wǎng)和op.-HU5

16、9閃料WuaiPiouuyOD鞘odhucpjedbKI口搏用幣Suqpjazti=qgQpa|Paq金spofj：i-|ftp.H蛋）pjpzifSuaimJEfDuiunh4I*:老|耳嘗-JDnuseseejetlpuectaijejqdKgAps加iRdrcps$訝q司砒uapciSfiguoEiruigdppapruObQfJipuiouaMOpu網(wǎng)6IXIHFOIHUa1u；.-b|.L：bU_!J巧-.g-j“叮-UU：屮:jUl：上ULiHUUShnmijaMM：i-|；Ei：qirilwiqnAKQflLM:山口乍1窗口飛5星日1乩閃3莊uIbjhED|0131叭妣Aiuontjjjc-wguoi;p-luisJsqauEjej疔OilRSHhOil31：韭E2F血仝MACOV.4*HFJ*寧AFIBBIBP一a=二窗srr霜.苣E?hri.柵J曠、燈弔謂半幻三S-Parametersvs.Frequency/hputF：elec：thnCoefficisntfrsqi；1.000GHzto10.0He)Reverserranstiesbn,dB-302010F:-n.-xardTransmt55ion,dB5-105n-?討istfpi