ADS入门学习笔记——功率放大器的设计(2)

本文介绍了使用Source-Pull技术进行功率放大器效率和输出功率仿真的方法,以及如何设计和优化输入和输出匹配网络。通过Smith圆图和S参数进行网络匹配,并利用谐波平衡仿真控制器进行电路调谐。匹配网络不仅实现阻抗匹配,还具有滤波功能,可以通过调整电容值进一步优化性能。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

1、Source-Pull

同样的,在【Design Guide】→【Amplifier】→【1-Tone Nonlinear Simulation】中选择【Source Pull-PAE,Output Power contours】,可以得到Source-Pull的原理图模版与仿真结果;

2、输出匹配网络喝输入匹配网络的设计

负载牵引中,Pdel=29.17dBm对应的阻抗为(13.132+j*3.206)Ω,输出匹配网络的目标是将50Ω匹配到(13.132-j*3.026)Ω。

新建原理图,插入S参数控件喝Smith圆图匹配网络器件,设置参数后,进行匹配;

 点击【Build ADS Circuit】生成匹配电路。

 设置S参数扫频,进行仿真,查看S11曲线

 3、输入匹配网络的设计

同理,将50Ω匹配到2.189-j*6.248Ω。

 4、生成输入匹配网络symbol模型

在原理图上添加两个端口,将两个负载终端失效

 在主界面右键原理图所在单元,选择【New symbol】,点击【OK】,进行设置;

 5、原理图仿真

 新建原理图,添加两个V_DC,两个电感,两个电容,输入匹配网络symbol和输出匹配网络Smith控件,添加FLC301XP功率管和FLC301XP模型,添加S参数仿真控件,并进行设置;

 谐波平衡仿真原理图

 

 将谐波平衡仿真控制器设为sweep,进行仿真

上面的仿真是将各个设计模型整合在一起的初步仿真,还可以进一步优化或调谐。这里需要说明的是,输入匹配网络和输出匹配网络还有滤波作用,可调整输入匹配网络和输出匹配网络的Q值。

6、原理图调谐

可将输入匹配网络和输出匹配网络里的电容设置为调谐状态,在原理图视窗点击可修改电容的值,改变数据显示窗中的仿真结果。

 

近年来随着无线通信的迅速发展,现代通讯系统对发射机的要求越来越高,射频功率放大器作为发射机的重要部件,对发射机系统的性能指标起着关键作用,功率放大器在整个无线通信系统中是非常重要的一环,因为它的输出功率决定了通信距离的长短,其效率决定了电池的消耗程度及使用时间,所以设计性能指标良好的射频功率放大器有着非常重要的意义。本文借助ADS仿真软件的强大功能对晶体管进行建模仿真,在这个基础上对晶体管的稳定性进行了分析,采用了负载牵引法并结合Smith圆图,对输入输出阻抗匹配电路进行了仿真优化设计。   论文主要工作如下:   一是从功率放大器的物理结构上分析了射频功率放大器非线性特性产生的原因及其对通信系统的影响,讨论了功率放大器的非线性分析模型,即幂级数分析模型,Volterra级数分析模型和谐波平衡分析模型,并简要的说明了它们各自的特点,总结出了谐波平衡分析法的优点,指出它适合用于射频功率放大器的大信号非线性分析。   二是分析了射频功率放大器偏置和匹配电路设计中的一些基本问题,比较了有源和无源偏置网络的优缺点,讨论了输入、输出匹配电路和级间匹配电路设计的重点问题。介绍了负载牵引设计方法,它是在具备功率管大信号模型的基础上对负载和源进行牵引仿真,从而确定输出、输入阻抗。   三是在射频功率放大器设计过程中,主要使用了ADS软件进行辅助分析设计。正是通过对软件功能的充分应用,替代了射频功率放大器设计中许多原来需要人工进行的运算工作,提高了工作效率。从仿真结果来看,都达到了预期的设计目标,验证说明了ADS仿真软件在射频功率放大电路设计方面的实用性与优越性,具有继续进行深入研究的价值。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值