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射频电路实验报告

学院:信息学部

班级:150273

姓名:于书伟

学号指导老师:金冬月

时间:2018年6月

目录

TOC\o1-3\h\z\u实验一低通滤波器设计 3

1.实验目的 3

2.实验原理 3

3.实验内容 3

实验二、偏置电路和匹配电路设计训练 5

1.实验目的 5

2.实验原理 5

3.实验内容 5

实验三、低噪声放大器设计训练 14

1.实验目的 14

2.实验原理 14

3.实验内容 14

心得体会 16

实验一低通滤波器设计

实验目的

设计一款应用于2.4GHz的低通滤波器，该低通滤波器的主要性能指标包括：在低频通带的插入损耗（S21）大于-1dB；-3dB截止频率小于3GHz；在低频通带的输入反射系数（S11）小于-10dB。给出该低通滤波器中各元件值及S参数频响曲线。

实验原理

低通滤波(Low-passfilter)是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序（目的）而改变。它有的时候也被叫做高频去除过滤（high-cutfilter）或者最高去除过滤（treble-cutfilter)。低通过滤是高通过滤的对立。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

3.实验内容

(1)原理图设计

按照实验要求在ADS上添加电容元件C1、C2，电感元件L1、L2,在元件模型下拉框中选择Simulation-S_Param，将模拟控制器和端口添加到原理图中，并对它们进行连接，如图1-6所示。双击S参数控件，将Start设置为0、Stop设置为5、Step-size设置为0.1，单击ok完成设置。搭建原理图如图1-1所示。

图1-1低通滤波器电路图

（2）模拟仿真

单击【Simulate】/【Simulate】进行仿真，弹出数据显示窗口，选择要显示的S(2,1)参数S(1,1)参数，并在原理图中单击电容、电感元件，改变电感值与电容值的最大值与最小值，上下滑动调节滑块，观察数据显示窗口中S21，S11曲线的变化。最终得到满足要求的电路。仿真结果如下：

图1-2仿真参数设置

图1-3仿真结果

可以看出在低频通带的插入损耗dB(S(2,1))=-0.062dB-1dB，-3dB截止频率为2.7GHz3GHz；在低频通带的输入反射系数dB(S(1,1))=-18.500-10dB。满足实验要求。

实验二、偏置电路和匹配电路设计训练

实验目的

请为编号为pb_hp_AT32033晶体管设计偏置电路和匹配电路，使得S11、S22均小于-40dB，并给出具体的偏置电路和匹配电路及S参数频响曲线。

实验原理

偏置电路晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位（可根据计算获得）。这些外部电路就称为偏置电路。

阻抗匹配（impedancematching）信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态，简称为阻抗匹配。

实验内容

晶体管直流工作点扫描

新建以BJT_curve_tracer为原理图的模板，并插入晶体管pb_hp_AT32033_19950105，添加元件，连线后得到下图所示电路：

图2-1电路原理图

接下来进行仿真，仿真完成后弹出数据显示窗口。在数据显示窗口中可以看出设计模板已经预先设置好了静态工作点，并可以显示出在静态工作点时器件的集电极电流、基极电流、集电极-发射极电压以及静态功耗，如图2-2所示。同时，为了在保证一定增益的情况下，使得BJT的噪声系数较小，我们选取静态工作点为：基极电流IB为50μA，集电极电流IC为5mA，集电极-发射极电压Vce为2.7V。

图2-2完成仿真的数据显示窗口

再次新建原理图，类似的，插入元件模型pb_hp_AT41511添加各种元件后，将他们放置于电路图设计窗口中，设置得到电路图如图2-3所示：

图2-3连接完成的电路图

进行仿真，选择要显示的IB.i参数，得到BJT的基极电流随基极电压的变化曲线。选择当基极电流IB约为50μA的点，以获取对应的基极-发射极电压Vbe（约为0.81V），如图2-4所示。

图2-4基极电流随基极电压的变化曲线

再次