ADS实验报告.docx

射频微波EDA课程报告学院：班级：姓名：学号：指导老师：2015年5月本课设学习目的通过射频微波EDA课程设计的学习，在学习EDA仿真软件ADS使用方法的基础上，掌握最基本的射频无源/有源电路的工作原理与系统仿真设计。加深对于EDA的理解，并将理论与实践相结合，用实践证明理论，更深入掌握EDA。本课设报告内容（一）、利用ADS进行放大器匹配电路设计。要求：1）使用晶体管为bjt_pkg（参数beta=50），2）中心频率为1900MHz，对应的S2130dB，S11和S22-30dB。1）相关电路原理简介：（一）1.导入ac_vcc.dns，按照书本所示更改电路图，添加终端负载等元件，写入改变终端阻抗的方程：2）必要的设计参数、步骤、仿真电路图2.开始仿真，引入S21的矩形图，并插入标志，得到如下：3.运行仿真，输出portZ（2）数据列表，可以看出，当频率大于等于400MHz时，负载阻抗为35欧：4.在数据显示窗中计算感抗，容抗值：（3）插入列表，显示电感值和感抗范围:(二)1.代入L和C的计算值并仿真，电路图如下：2.在数据显示窗口显示，对传输参数S12和S21，和反射参数s11和S22仿真数据绘图并做标志，如下图所示：（三）匹配电路设计：1.启动史密斯原图工具，由上可知ZL阻抗值为419627-j*154419，设置完成后，并联相应的电容和电感，使之达到匹配点：2.频率范围为0~3.8GHz时，S11参数曲线如下图所示：3.完成匹配之后，单击史密斯控件，并单击按钮，进入子电路，如下图所示：4.将史密斯控件直接进入电路输入端，如图所示：5.进行仿真，添加S11，S21，S22数据显示，输入端已经达到匹配，但输出端没有匹配：（四）输出端阻抗匹配：1.引入S11和S22的史密斯圆图，并在1900MHz处插入标志，如图所示;2.通过史密斯圆图可得知S22的实际阻抗值，输入并进行阻抗匹配，可得如下结果：3.将史密斯控件插入电路并仿真得出如下结果：由图可看出，尽管S22达到了指标要求，但S11,没有达到要求。这时需要用参数优化功能，进一步完善电路要求：（五）参数优化1.设定Goal和optim控件，对Goal进行设置：2.对电容进行设置，将optimization status选项改为enable，使之能进行优化，并以此为基础，对L3，L4，C3，C4进行设置：. 3.完成设置后的电路图如下：4.对电路进行仿真，可看到仿真状态显示窗口5.在数据显示窗口中插入矩形图，找到最后一次迭代的仿真数据，并显示S11，S21，S22仿真曲线。如下图所示：6.在数据显示窗口中，插入史密斯圆图并绘制S11和S22仿真曲线，同时利用Z0=50欧进行阻抗替换：7.在将各优化变量的值更新为最终优化值后，最终电路图如下所示：8.双击电感L3，将电感的optimization status参数设置为“disable”，并单击ok，并以同样的方法使其他的电容和电感禁止优化，并修正4个L和C匹配元件值，得到如下电路图：9.进行仿真。得到如下：数据显示窗口打开后，插入S11，S12，S22数据，并在史密斯圆图上对S11和S22绘图，得到如下：（二）、利用ADS进行Wilkinson功分器设计。要求：1）通频带为1.1~1.3GHz，2）功分比1：1，3）带内各端口反射系数S11，S22，S33小于-20dB，两输出端隔离度S23小于-25dB，传输损耗S21和S31小于3.1dB，4）要求S参数在带宽内尽量呈对称分布。1）相关电路原理简介：2）必要的设计参数、步骤、仿真电路图：计算微带线的宽和长：中心频率为1.2GHz，z0=50Ω：设置VAR的参数，依次添加微带线的W，L，S参数如下图所示：添加三个端口，选择SP控件，并设置扫描频率范围和步长。再选择控件Optim，并设置优化方法及优化次数。选择优化目标Goal，并设置优化目标，如下图：4、单击仿真按钮进行优化仿真，仿真结束后，执行菜单命令【Simulate】/【Update Optimization Values】开始优化,弹出优化窗口，保存优化后的变量值。3）结果及分析关掉优化控件再观察仿真的曲线如下：由上图可看出，在频率为1.2GHz时，S11小于-20dB,满足设计要求，S21、S31小于3.1dB，均满足设计数值要求，但从图中可看出仿真结果曲线不对称，S23为-22.213大于-25dB,未达设计要求，因S参数曲线不满足指标要求，故无法进行版图仿真。（三）、设计LC切比雪夫型低通滤波器。要求：1）截止频率100MHz，衰减为3dB，2）带内波纹为1dB，3）频率大于125MHz，衰减大于20dB，4）Z0=50 Ohm。1）相关电路原理简介2）必要的设计参数、步骤、仿真电路图：（一)：低通滤波器的设计与