ADS系统级仿真.doc

实验5 ADS系统级仿真 实验目的： 了解收发信机的基础知识； 掌握利用ADS中行为级模块进行系统级仿真的方法。 使用如滤波器、放大器、混频器等行为级的功能模块搭建收发信机系统。 运用S参数仿真、交流仿真、谐波平衡仿真、瞬态响应仿真等仿真器对收发信机系统的各种性能参数进行模拟检测。 实验内容： 5.1 收发信机的基础知识 5.2 外差式接收机的系统级仿真 5.1 收发信机的基础知识 接收机 接收机将通过信道传播的信号进行接收，提取出有用信号。接收机一般具有接收灵敏度、选择性、交调抑制、噪声系数等性能参数。 接收机的实现架构可分为：超外差、零中频和数字中频等。 接收机各部分的作用和要求如下： 射频滤波器1（FP Filter1） 选择信号频段、限制输入信号带宽、减小互调失真。 抑制杂散信号，避免杂散响应。 减少本振泄漏，在频分系统中作为频域相关器。 低噪声放大器（LNA） 在不使接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益。 抑制后续电路的噪声，降低系统的噪声系数。 射频滤波器2（FP Filter2） 抑制由低噪声放大器放大或产生的镜频干扰。 进一步抑制其他杂散信号。 减少本振泄漏。 混频器（Mixer） 将射频信号下变频为中频信号。 是接收机中输入射频信号最强的模块，其线性度极为重要，同时要求较低的噪声系数。 本振滤波器（Injection Filter） 滤除来自本振的杂散信号。 本振信号源（LO） 为接收机提供本地振荡信号。 中频滤波器（IF Filter） 抑制相邻信道的干扰，提供选择性。 滤除混频器产生的互调干扰。 如果存在第二次变频，需要抑制第二镜频。 中频放大器（IF AMP） 将信号放大到一定的幅度，供后续电路（如数模转换器或解调器）处理。 通常需要较大的增益并实现增益控制。 发射机 发射机是一个非常重要的子系统，无论是语音、图像，还是数字信号，要 利用电磁波传送到远端，都必须使用发射机产生信号，然后经调制放大送到天线。 发射机一般具有频率、带宽、功率、辐射杂散等性能指标参数，发射机的实现架构可分为：超外差、零中频和数字中频等。 由于要将接收信号分为同相和正交两路，所以本振信号也要分为两路，一路直接和接收信号混频，一路先经移相器移相90°，再进入混频器混频，所以还要用到移相器和功率分离器，它们都可以从System-Passive palette中找到的。 中频部分分两条支路，每条都由一个信道选择带通滤波器和基带放大器级联而成。 最后在中频输出端加入端口Term2和Term3。 接收机频带选择性仿真 接收机信道选择性仿真 接收机系统预算增益仿真 接收机的下变频分析 接收机的相位噪声分析 本振输出功率对接收机性能的影响 估算接收机射频前端电路通带中心频率S21的最大值。 画出S21的仿真结果图形，并用光标标出通带中心频率（2.14 GHz）的值。 用Delta Marke标出在偏离中心频率70MHz处S21的值。 观察通带内的波动情况，分析通带内的波动最大值。 信道选择功能主要由中频滤波器完成，对于这里的直接下变频方案就要靠基带低通滤波器来实现，接下来进行信道选择性的仿真。仿真的电路图就是完整的接收机原理图。 此处利用一个交流功率源来模拟通过天线进入接收机的射频信号。输入功率和信号频率在变量VAR中赋值，这里用的是接收机所能接收的最低信号电平-108dBm，因此将基带信号放大器的增益定为增益66dB。 从下图中可以看到，中心频率2.14GHz处的增益为96dB，为系统的最大增益；邻道抑制达到了36.9dB；通频带宽为4MHz，一般接收的信息都集中在离中心频率2MHz的范围内，因此不会导致接收到的信号产生较大的失真；通带内的波动不大于0.1dB。 通过这个仿真我们将看到系统总增益在系统各个部分中的分配情况。 预算增益仿真在谐波平衡分析以及交流分析中都可以进行，但如果在交流仿真中进行的话，混频器不能是晶体管级的。因为这里进行的是行为级仿真，混频器的非线性特征是已知的，所以此处就用交流分析来进行仿真。 输入端选择：Port1 输出端选择：Term1（因为I/Q两支路的增益分配完全相同，故任意仿真其中的一条即可） 点击Generate和Highlight就可设置好预算路径，同时系统将自动生成预算增益方程。预算增益路径在电路图中高亮显示。 在原理图中加入BudGain Component，将其设置为如右图所示即可。 仿真结束后，选择显示BudgetGain1。Y轴为BudGain1，但图中并没有任何曲线生成。如果在Y轴的