声放大器的设计制作与调试.ppt

低噪声放大器的设计与仿真 1.放大器设计的基本准备 需要明确的概念 S参数、放大器增益（平坦度）、噪声系数、噪声温度、动态范围、三阶交调与1dB压缩点、稳定性、匹配。。。 需要学习的知识 匹配电路有哪些形式 对晶体管如何馈电 And so on… 2.软件仿真中需要注意的几个问题 要有好的软件设计习惯 各种文件的命名 电路的布局以及参数的设置和选择 要有合理的设计顺序 要记住你在使用的是软件 物理概念要明确，不要在无意义的地方花时间 比如：按照加工精度，有些线条太细是不能实现的，另外追求小数点后面N位的精确也是无聊的。 注意仿真中使用模型的适用范围，比如：小信号模型就不能用来看三阶交调等非线性的曲线（看了也是错的），微带线仿真的时候，注意要LW，软件中的模型才是对的。等等。 注意如何规划仿真，才能尽快得到需要的电路 要按照先局部后整体的优化，切忌直接全局优化，最好能够预先计算设置优化元件的初值。 要注意仿真的数值稳定性，对于对参数以来敏感的仿真结果在最后制作的时候是很难实现的。适当的时候需要考虑改系统拓扑。 养成不明白就多看看help的习惯 2.软件仿真中需要注意的几个问题 仿真时模型的选择1 晶体管 sp模型：属于小信号线性模型，模型中已经带有了确定的直流工作点，和在一定范围内的S参数，仿真时要注意适用范围。Sp模型只能得到初步的结果，对于某些应用来说已经足够，不能用来做大信号的仿真，或者直流馈电电路的设计，不能直接生成版图。 大信号模型：可以用来仿真大、小信号，需要自行选择直流工作点，仿真时要加入馈电电路和电源。带有封装的大信号模型可以用来生成版图 2.软件仿真中需要注意的几个问题 仿真时模型的选择2 集总参数元件 电容、电阻、电感：在进行电路优化时，可以直接选用参数连续变化的模型，在系统设计最后，需要把这些优化过的元件替换为器件库中系列中的元件才是可以制作电路、生成版图的。替换时选择与优化结果相近的数值，替换后要重新仿真一次，检验电路性能是否因此出现恶化。 3.ADS的使用 启动软件后建立新的工程文件并打开原理图设计窗口。 3.1晶体管直流工作点扫描 3.1和3.2节参照系统提供的典型电路设置，用以帮助大家熟悉ADS的一些最简单的操作。对于各种工具的详尽使用，请自行参阅帮助文件。 3.1晶体管直流工作点扫描 选择File ? New Design…进入下面的对话框 在下面选择BJT_curve_tracer，在上面给新建的Design命名，这里命名为BJT Curve 3.1晶体管直流工作点扫描 在新的Design中，会有系统预先设置好的组件和控件，如下图 3.1晶体管直流工作点扫描 如何在Design中加入晶体管 点击 ，打开元件库 3.1晶体管直流工作点扫描 选择需要的晶体管，可以点击 查询 3.1晶体管直流工作点扫描 对41511的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型 以sp为开头的是S参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描 选择pb开头的模型，切换到Design窗口，放入晶体管，按Esc键终止当前操作。 3.1晶体管直流工作点扫描 按照下图所示接入晶体管，连线按键为 ，注意确认线完全接好，由于此晶体管发射极有两个管脚，在此处接一个即可。 3.1晶体管直流工作点扫描 按Simulate键 ，开始仿真，这时会弹出一个窗口，该窗口会现实仿真或者优化的过程信息。如果出现错误，里面会给出出错信息，应该注意查看。 3.1晶体管直流工作点扫描 仿真结束，弹出结果窗口，如下页图。注意关闭的时候要保存为适宜的名字。另外图中的Marker是可以用鼠标拖动的。由于采用的是ADS的设计模板，所以这里的数据显示都已经设置好了。一般情况下，数据的显示需要人为自行设置。 3.1晶体管直流工作点扫描 典型仿真结果图 3.1晶体管直流工作点扫描 实际上，模板中预设的扫描参数通常和需要的并不一致，需要在Design窗口的原理图上进行修改，修改的方法比较简单。参数扫描控件 很重要，在很多情况下会经常用到。 另外，一般参数的修改，既可以通过双击一个目标（元器件、控件等）来进行，也可以在设计窗口中激活显示参数来实现。高级设置的修改只能通过双击目标实现。 在本例中，可以适当调整扫描参数，然后仿真，在结果曲线上选择合适的直流工作点，获得相应的直流偏置电压（或电流）值。 3.2晶体管S参数扫描 选定晶体管的直流工作点后，可以进行晶体管的S参数扫描，本节中选用的是S参数模型sp_hp_AT-41511_2这一模型对应的工作点为Vce=2.7V、Ic=5mA