低噪声放大器的设计制作与调试(2)

2019-04-15 11:59

后,弹出窗口如图

选择,综合完毕后,即可生成适合的匹配网络,匹配网络生成后,点击,

进入匹配网络的子电路,如图8所示。

图8 匹配电路图

图9 S参数仿真结果

图10输入阻抗、稳定系数、噪声系数仿真结果

由以上的仿真结果可见,基本上电路已经达到了比较好的性能,如:良好的输入匹配、较高的增益、稳定系数和噪声系数都比较好。另一方面,输出匹配还不太好,电路的增益也可能进一步的提高。以下进行输出匹配设计,需要说明的几点:

实际上,输出匹配的设计同输入匹配一样,可以采用先计算输出阻抗再由软件综合生成; 在下面的设计中采用的方法并不是合适的方法,仅是为了介绍优化工具的使用,请注意。 对于输出及也使用单分支线的结构进行匹配选择

,点击微带

线工具 和T形接头工具,连接电路如图,元件的方向可以按调整。

需要对微带和接头的参数进行调整

由输入匹配的设计,可知输入匹配网络的线宽为1.558mm(当然,实际制作电路的时候,不可能达到这样的精度),根据综合时的设置,这个宽度实际上就是50欧姆特征阻抗对应的线宽。因此,在输出匹配电路中,将所有的宽度设置为此宽度。如图。

优化工具栏为点击,加入优化控件点击,加入优化目标控件,设置优化目标,在2GHz附近降低S(2,2),同时2GHz附近的S(1,1)保持尽量小,由于是在当前的两个目标是在2GHz附近,故相应参数设为”SP2”。

图11优化前的电路图

点击

,开始优化。优化结束后,选择Simulate工具中的更新数据选项更新优化后的电路

将优化控件关闭(

用于激活对象),再点击

重新仿真即可得到优化后的

参数。使用

电路特性。经过一次随机优化的S参数如图

图12 一次随机优化的S参数如图

可见S(2,2)有了很大的改善,但同时S(1,1)恶化了。

反复调整优化方法、优化目标中的权重Weight,还可以对输入匹配网络进行优化,最终得到合适的结果。将噪声系数、放大器增益、稳定系数都加入优化目标中进行优化,并通过对带内放大器增益的限制来满足增益平坦度指标,最终达到各个要求指标。如果电路稳定系数变得很小(低于0.9),难以达到优化目标,或者S(1,1)的值在整个频带内的某些频点在0dB以上,则需要加入负反馈,改善放大器的稳定性。对部分电路指标的优化可能导致其它某些指标的恶化,可以根据需要增加一些优化变量。

图13 整个实验原理图


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