射频电路实验报告.docx

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1、射频电路实验报告学院:信息学部班级：150273姓名：于书伟学号：15027321指导老师:金冬月时间:2018年6月图2-13设置微带线自动设计模块和微带参数设置控件选中模块，完成匹配网络的生成。此时返回原理图，选中模块，单击工具栏上的按钮, 可以看到生成的匹配电路，单击返回原电路图。PortMTEETeelMLINHPortP2 . Num=2TL2SubstMSubl W1 =9.914 milW2=9.914 milW3=9.914 milSubst=MSub1W=9.914milL=77.546 milq MLEF ,TLT -工I Subst=MSub1毛 W=9.914mil=L

2、=252.68 mil图2-14生成的匹配电路对原理图进行仿真，可以看到输入匹配后S11的仿真结果。m5freq=2.400GHzdB(S(1,1)=-39.597-30-40-0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0freq. GHz图2-16完成匹配后S11仿真结果在输入匹配完成的电路基础上，进行仿真，在数据显示窗口中添加列表，显示Zin2, 得到输出阻抗的仿真结果。freqZin20 0000 Hz1 528E3/-126 855100 0MHz549 371 /-73 2912000MHz300 660 / -62 255300 0 MHZ230 623/-5

3、6 136400 0 MHz192 676/61 7515000MHz174 374/-47 1 95600 0 MHZ159 970/-44 219700 0 MHz151 421 /-43 530800 0 MHZ143 203/-42 789900 0MHZ137 341 7-42 9391 000 GHz133 845/ -42 0331 100 GHZ128 304/-41.7901 200 GHZ124 921 /-42 2871 300 GHZ120 175/-41.5711 400 GHZ116 086/-40 7601 500GHZ114 126/-40 6871 600 G

4、HZ112 717/-40 6121 700GHZ110 394/-39 6331 800 GHZ110 049/-39 7361 900 GHZ107 020/-39 7312 000GHz107 276 / -40 2802 100 GHz107 544/-41 1722 200 GHZ106 519/-41 3622 300 GHz104 539/-43 409?的9 GHz3 堂/Q更2 600GHZ97 477/-48 0252 700 GHZ94 705/-49 5522 800 GHz89 607/-50 1642 900 GHz86 285 / -50 961图2-17输出阻抗

5、的仿真结果图2T7显示的阻抗数据为r/。形式，将2. 4GHz频点处的输出阻抗换算为3取M形式， 换算公式为：a rcos0, b = rsin0查表 2.4GHz 处L 103.686,。=-45. 0860,计算得到 a=73. 210hm,73. 430hm。将Simth圆图匹配模块放置到原理图中并连接于晶体管和输出端口之间，如下列图所示。, Starts GHz 1 , Stop=5 GHz. . . Slep=O 1 GHz;同：画 I.Zh IMSublH=1O.O mil E9.6 . , Mur=1 Cond-1.0E+50 Hu=3,9e+034 mil T=0 mil la

6、nDiO-Rough=0 milZin1 ,Zin2 ,Zin1=zin(S11,PoflZ1)Zin2=zin(S22,RortZ2) . 昌：；：.DA_3SMatcJ)1 Jipei , .DA_SSMatch1Term ,SubstMSubl,sp_ ipjAT-41511：2_19%0125-feHTd F=24GHz , ,SNf*1 Num=1- Zin=50 Ohm -Bia =Bjt Vce=2.7V.lc=6mAZ=50 Obm. Zload.=(19.3+j*12.3) Qhnf uency=0.10 -5.10 GHz.Zslub=50 OhmZline=50 OhmD

7、A_SmithChartMatch j| ei.DA_SmithChartltatch23 lerm -fe(m2 Num=2 2=50 OhmZfeed=50 Onm-Stub1ype=0pen Circuit NefType=Aucn prj ： 15S.ftrtCaponnttbChartMatchlDefine Source/Lod Metwork Temin4tions .Lock Source lepedan”Lock Load Inpedance0 ooooo1.00000 +J0.00000rococot. ooooo *j0.00000Network SchematicS-l

8、“gd Component Zo0“Loss.图2-20 Simth匹配设置窗口单击 DefineSource/Load Network terminations 按钮，选中 Enable Source Termination 和 Enable Load Termination, 在 Source Impedance 和 Load Impedance 下的下拉菜单中选 择Complex Impedance,完成后单击ok按钮。Enable Source TerminationV Enable Load TerminationSource ImpedanceComplex ImpedanceLo

9、ad ImpedanceComplex ImpedanceInfoSelecting “Enable“ for either Load or Source termination will use the impedance as in this dialog, and lock the manual entry of source/load on the Smith Chart. The s or load lock checkbox on the main window will also be set. The “Network Response“ * include broadband

10、 effects due to the terminating network.OK图2-21输入输出阻抗设置在左侧的面板中添加电容电感元件进行阻抗匹配。完成匹配后单击Build ADS Circuit,返回原理图选中模块，单击工具栏上的按钮，可以看到生成的匹配电路，单击返回原电路图。Ie Edit View Circles Help图2-22完成匹配后的Simth模块.L .L1L=4.912445 nHR=Te-12 Ohmy, Port ,- P1.Num=1C-C1 , . ,C=33.O82194 fFPortP2Num =2图2-23生成的匹配电路此时对原理图进行仿真，可以看到输出

11、匹配后S22的仿真结果。m2 freq=2.400GHz dB(S(2,2)户-59034-50-11-601| | | | |0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0freq, GHz图2-17完成匹配后的S22仿真结果可以看出dB (S (2, 2) =-59. 034dB StabFactl的矩形图， 得到电路的仿真结果，如果仿真结果不合格，那么点击Update Optimization Values进行优 化，直到最后的仿真结果满足实验要求。二)日力昌4 3E)R t e .：+03 W剪悬名 行唔谥京KI只eowstMAa ua/wi旦学2 BStWOHLS

12、tOpeS SMh05OHe回圉2：-MSubLTtnuanceffofnea hrcarCM-F*i3iAny，Rjroetfg 30*2 03noMM g SVCnarRxB*“，：二飞RRM9W*r”25OH：Kjnpw*;*“ aura-RareMRMUeV-ldB, -3dB截止频率为2. 7GHz3GHz；在低频通带的输入反射系数dB(S(l, 1)=-18. 500 R2R =38 kOhm1、pb_ ip_AT41511_19950125Q2图2-5偏置电路的搭建进行仿真，关闭弹出的窗口，回到电路图设计窗口，得到电路各节点的电压与电流如图 2-6所示。DC-DC15.01. m

13、A 5 vR1R=455 Ohm.-5.01 mA .：1. V=DC .十| SRC1Vdc=5 V2.72 V6。6 uA 2:72 V，R R299 mV.R=38 kOhm -4.96 mA -50.6 uA- 图2-9电路各个节点的电压以及电流Pb_ Q2悔第IF掰&11_19950125可以看出，采用电阻实现的偏置电路所提供的静态工作点与最初所选择的BJT静态工 作点基本吻合。（2）晶体管S参数的仿真spLtP2AT203316j199501(SNIMSub2 HsIOOriirEu9.6 , MuE .CondPl.OEt5O.Hv=3,9e*034 mil T=0 nilSta

14、rt=O GFt .，.Step=Q?GH:I * I L Z- I zn. Zin4SPMSub建立新的Design原理图设计模板选择S_params,将器件加入到原理图中并仿真其S 参数，选择sp hp_AT-32033_6_1995 0105,右击选择Place Component,将元件模型（静态 工作点为：Vce=2.7V, Ic=5mA）添加到电路中并连接，原理图如图2-10所示 Zihl=zin(S11,PdrtZl)2in2=zin(S22.PortZ2) , TainD=0 Rough=Omd.disptemp2.S Params Quad dB SmttT图2-10原理图图

15、2-11仿真结果2 0 2 4(Ndsmp双击原理图中S参数控件，将Start设置为OxStop设置为5Step-size设置为0. 1, 单击ok完成设置。进行仿真，仿真完成后弹出数据显示窗口。在数据显示窗口中添加两个 矩形，分别显示S11与S22的仿真结果如图2-11。测试2.4GHz频点处晶体管的输入阻抗，添加两个阻抗控件Zinl、Zin2,双击第二个 端口输入阻抗控件Zin2,在弹出的对话框中将Function修改为Zin2=zin（S22,PortZ2）。然 后进行仿真，得到输入阻抗Zinl的仿真结果：freqZinl0 0000 Hz 100 0MHZ 200 0MHZ 3000

16、MHZ 400 0 MHZ 500 0 MHz 600 0 MHZ 700 0 MHz 800 0 MHZ 900 0 MHZ 1 000 GHZ 1.100GHZ 1 200GHZ 1 300 GHZ 1 400GHZ 1.500GHZ 1 600 GHz 1 700 GHZ 1 800GHZ 1 900 GHZ 2 000 GHz 2 100GHZ 2 200 GHZ 2 300 GHZ2 600 GHz 2 700 GHz 2 800 GHz 2 900 GHZ1 072E3/-48 408 250 910/-61 280 137 774/-60 36199219/-55 295 802

17、64 / -49 142 69 124/-42 511 63 089/-37 67858814/-32 23355814/-28 520 533987-24.546 51 625/-21 442 51.100/-18 13949.556/-14 80549 062/-12 50848 773/-10 18848 342/-7 77348 322 7-5 38248 393/-2 88348 388/-1 31548 058/0 31948 838/1 85448 589 / 4 27849 057 / 5 62049 379/6 83050 871/11379 51.343/12 464 51

18、 886/13523 52 502/14 553图2-12仿真结果上图显示的阻抗数据为r/。形式，将2.4GHz频点处的输入阻抗换算为己取动形式, 换算公式为：a = rcos0, b = rsin0查表 2.4GHz 处尸50.000,夕=8. 0080,计算得到的49. 510hm,炉6. 970hm。在原理图中的元件模型下拉框中选择Passive Circuit DG - Microstrip Circuits, 将微带线自动设计模块和微带参数设置控件放置于原理图中，将模块连接于输入端口和晶体 管之间，双击MSUB控件，设置其参数如下列图所示；双击模块，将F设置为2.4GHz, Zloa

19、d 设置为之前计算得到的输入阻抗数值(49.15+j*6.97),单位为Ohm。如下所示：.S-PARAMETERSS ParamMSubMSUBSP1MSublH=10.0 mil Er=9.6 - Mur=1 -Start-0 GHzStop=5 GHzStep二 0 1 GHz|由 |rQ|I 碗., . .ZinZin Sp_ ipjAT-4151112_19950125SNf1 Cond=1 0E+50DA_SSMatch1_pipeiHu=3.9e+034 mil T=0 mil 1anD=0 , Rough=0 milZin1Zin2Zin1=zin(S11,PortZ1.)Zi

20、n2=zin(S22,PortZ2)DA_SSMatch1-erm SubstMSubT1Term11 F=：2 4 GHz -Num=1- Zin=50 OhmZ=50Ohm. Zload=(19.3+f12.3)OhmZstub=50 OhmBia =Bjt: Vce=2.7V lc=5mA.Free uency=0.10 -5.10 GHz.Zlme=50 OhmTermTefYn2 Num=2 -Z=50 OhmDelta=O mil图2-12添加微带线自动设计模块和微带参数设置控件窗 Single-Stub Match:10E：ADS2009Jin_prjnetworksDA_SSM

21、atchl_pipeiInstance Name (name ) DA_SSMatchlSelect Parameter Subst=MSublqF=2.4 GHzZin=50 OhmZload=(19.3+j*12.3) Ohm三Z$tub=50 OhmZline=50 OhmZfeed = 50 OhmStubType=Open Circuit NetTvoe=AutomaticAddCutPasteZload (Complex, e. g. 1.2+j*2.5)19.3+j*12.3| Ohm Equation Edi tor.Tune/Opt/Stat/DOE Setup./ Display parameter on schematicComponent Options.Zload ： Load Impedance to MatchOK