使用S2P文件进行低噪声放大器设计课件

如何使用,.S2P,文件,进行低噪声放大器设计,15,电信,1,班,黄武,奇,2017.12.10,如何使用.S2P文件进行低噪声放大器设计15电信1班,低噪声放大器仿真一般步骤,1,1.下载并安装晶体管的库文件,2.直流分析DC Tracing,3.偏置电路的设计,4.稳定性分析,5.噪声系数圆和输入匹配,6.最大增益的输出匹配,7.匹配网络的实现,8.版图的设计,9.原理图版图联合仿真（co-simulation）,参考资料,：1.2014.05 ADS2011射频电路设计与仿真实例 徐兴福著,低噪声放大器仿真一般步骤11.下载并安装晶体管的库文件参,使用,.S2P,文件仿真步,骤,1,稳定性分析,2,噪声系数圆和输入匹配,3,最大增益的输出匹配,4,匹,配网络的实现,总之，仿真的目的是为了对放大器进行参数匹配放大器，使得放大器能稳定,工,作。,S,极匹配影响稳定性，输入阻抗匹配影响放大器噪声，输出阻抗匹配影响放大器的增益,使用.S2P文件仿真步骤1稳定性分析2噪声系数圆和输入匹配3,1.,稳定性分析,(1).从Data Ttem,s库中,选择S2P模型,1.稳定性分析(1).从Data Ttems库中选择S2P模,1.,稳定性分析,(,2,).选择,S_Params,仿真工具，并设置,S_Params,仿真范围,1.稳定性分析(2).选择S_Params仿真工具，并设置S,1.,稳定性分析,(3,).,加入稳定性分析控件和最大增益控件，然后运行仿真，在仿真结果中添加,Mu1,稳定性分析曲线，可看到运行结果如右下图，可以看出在,10GHz,处大于,1.,1.稳定性分析(3).加入稳定性分析控件和最大增益控件，然后,1.,稳定性分析,(4).,放大器虽然在,10GHz,稳定，但是我们需要让晶体管在尽可能大的范围内稳定，常用的方法为在,S,极加电感。微带线等效为电感。在,TLines-Microstrip,库中加入,MSUB,和两个,MLSC,，并设置,MSUB,。加入,VAR,来设置,S,极微带线。,1.稳定性分析(4).放大器虽然在10GHz稳定，但是我们需,1.,稳定性分析,(5).,可见,LS=0.2mm,时有较宽的稳定性，因此可以将,LS,直接用,0.2mm,表示。至此，稳定性已经分析完毕，下面进行噪声分析和输入匹配。,1.稳定性分析(5).可见LS=0.2mm时有较宽的稳定性，,2.,噪,声,分,析和,输入匹,配,(1).,将,S,参数仿真工具中的噪声计算功能打开，设置单点仿真，设置为,10GHz,2.噪声分析和输入匹配(1).将S参数仿真工具中的噪声计算功,2.,噪,声,分,析和,输入匹,配,(2).,在,Simulation-S_Param,库中加入,NsCircle,和,GaCircle1,，并设置,NsCircle1=ns_circle(,NFmin,Sopt,Rn/50,51,3,0.1,),和,GaCircle1=ga_circle(S,51,3,0.5,),。运行仿真，加入,GaCircle1,和,NsCircle1,圆图。,2.噪声分析和输入匹配(2).在Simulation-S_P,2.,噪,声,分,析和,输入匹,配,(3).,在噪声圆的中心点加,Marker,，可以得到放大器在噪声最低时的输入阻抗，为,Z0*(0.179+j*0.399),即为,(8.95+j*19.95),在,Smith Chart Matching,中加入匹配。,2.噪声分析和输入匹配(3).在噪声圆的中心点加Marker,2.,噪,声,分,析和,输入匹,配,(4).,双击,DA_Smith Chart Match,设,置,.,在菜单栏,Tools,中选择,Smith Chart,。对,Smith,Chart,进行设置,2.噪声分析和输入匹配(4).双击DA_Smith Char,2.,噪,声,分,析和,输入匹,配,(5).,采用如图微带线匹配，匹配好后，单击左下角,Build ADS Circuit,生成电路，在菜单中单击 来查看子电路。,2.噪声分析和输入匹配(5).采用如图微带线匹配，匹配好后，,2.,噪,声,分,析和,输入匹,配,(6).,将子电路复制到原理图，运行仿真，可以看到最小噪声已经匹配到,50,欧姆。至此，输入匹配已经结束。,2.噪声分析和输入匹配(6).将子电路复制到原理图，运行仿真,3.,最大增益的输出匹配,(1).,添加,Zin,控件，设置为,Zin1=zin(S22,PortZ2),，将,S,参数仿真器设置为线性。运行仿真，在查看窗中添加,Zin1,的实部和虚部。可见在,10GHz,时的输出阻抗为,10.605-j*14.662,3.最大增益的输出匹配(1).添加Zin控件，设置为Zin1,3.,最大增益的输出匹配,(2).,依旧添加,DA_SmithChartMatch1,并设,置,注,意,Zg=(10.605+j*14.662),3.最大增益的输出匹配(2).依旧添加DA_SmithCha,3.,最大增益的输出匹配,(3).,依旧调出,Smith Chart,工具进行匹配,3.最大增益的输出匹配(3).依旧调出Smith Chart,3.,最大增益的输出匹配,(4).,使用,Smith Chart,工具进行匹配，点击,Build ADS Circuit,生成相应子电路，再将子电路复制到原理图，方法同噪声匹配,3.最大增益的输出匹配(4).使用Smith Chart工具,3.,最大增益的输出匹配,(5).,运行仿真，可见输出阻抗已经匹配到,50,欧,输出匹配已经完成。,3.最大增益的输出匹配(5).运行仿真，可见输出阻抗已经匹配,4.,匹配网络的实现,(1).,到目前为止，放大器的前级匹配和后级匹配都是使用的理想微带线，因此需要把图中的,TL3,、,TL4,、,TL5,、,TL6,使用实际微带线代替,4.匹配网络的实现(1).到目前为止，放大器的前级匹配和后级,4.,匹配网络的实现,(2).,将,TL3,和,TL6,用,MLIN,替代，,将,TL4,和,TL5,用,MLOC,替代。以,TL4,为例，使用,Tools,中的微带线设计工具，可见匹配后的微带线,W=0.97mm,，,L=2.98mm,4.匹配网络的实现(2).将TL3和TL6用MLIN替代，将,4.,匹配网络的实现,(3).,其他的匹配同上，得到如下图,4.匹配网络的实现(3).其他的匹配同上，得到如下图,4.,匹配网络的实现,(4).,运行仿真,4.匹配网络的实现(4).运行仿真,谢谢,！,谢谢！,谢谢！谢谢！,