图9 加入输入匹配电路后的S 11 的smit h 原图
3.2 输出匹配电路设计
在完成输入匹配电路设计之后,可以对输出匹配电路进行设计。在此充分发挥CAD 软件的优势,借助优化的方法来实现。基本过程如下:
将输入匹配电路的结果添加到图10中,并在晶体管输出端添加如图所示的微带。调出优化控件,并将优化的目标设置为dB (S )11))为- 20, dB (S (22)) 为- 15。 在优化开始时,先将T L1, T L2, TL3 宽度设置为61.394 mil,这是为了保障在考虑到板材、板材厚度等因素下微带线的特性阻抗为50 Ω。预设T L1, T L2,TL3 的长度,优化一次后,刷新结果,观察各种图表的指标是否更好,数值是否达到设置的最大值,如果达到最大值,再次改变设置值重新优化。反复多次后,将会达到再次改变这几个数值,若改变后对于各种指标作用不大,可以尝试改变电阻和输入匹配的数值再进行优化。
通过多次调试发现,R1设为15Ω,以及加上TL7后,增益和噪声系数以及输入输出驻波比效果更好。仿真电路原理图及优化控件和目标控件如图10所示。
图10 仿真电路原理图及优化控件和目标控件
3.3 仿真结果
观察最后的仿真结果可以看到,增益为15.816 dB;噪声系数为0.708,该指标均比定性分析时的都要好,其他性能指标如图11所示。
图11 原理图仿真数据
4 结 语
通过对晶体管进行定性分析,可以根据实际需要选择低噪声前置放大器的设计方案,第一种方案的最佳噪声系数是以牺牲增益而得到的;第二种方案是以提高噪声系数为代价,降低驻波比VSWR 的值得到的。2 种方法利用计算机辅助设计工具均可以快速实现,各有各自的存在价值,这在很多场合都得到了应用。