增益压缩和大信号S参数仿真分析 实验报告

1、实验报告课程名称：ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称：增益压缩和大信号S参数仿真分析学院： 工学院 专业班级： 11信息工程 姓名： 学号： 1195111016 指导教师： 唐加能 预习报告一、 实验目的本节实验课程将通过给出一个增益压缩例程原理图和大信号S参数仿真历程原理图,并将其电路通过仿真来实现，从而帮助大家对这两种模型有进一步的理解与认识。二、 实验仪器PC，ADS仿真软件三、 实验原理增益压缩仿真中各项需要用到的模型介绍（1） 放大器模型Amplifier放大器Amplifier是一个系统原件，这个放大器既没有子电路，也没有电路模型，而是给出了放大器的参数，放大器的参数已

2、经在原理图中显示出来放大器参数的含义如下：如果用户自己搭建原理图，在原理图中插入并设置系统级放大器的步骤如下：·在原理图的元件面板列表上，选择项，元件面板上出现与放大器和混频器对应的原件图标，如图1所示图1·在图1所示的元件面板上，选择Amp元件插入原理图的画图区，在画图区Amp元件显示为Amplifier元件·双击画图区的Amplifier元件，可以打开对话框，由对话框可以设置放大器的参数（2） 终端负载Term在增益压缩仿真，输出端口加终端负载Term。这里输出端口为Term2,这个输出端口的特性阻抗为50图2 Term电路模型（3） 频域功率源在输入端口为频

3、域功率源，这里的频域功率源的设置如下（4） 增益压缩仿真控制器在原理图中，有增益压缩仿真控制器GAIN COMPRESSION,这里增益压缩仿真控制器的设置如下。（5） 谐波平衡仿真控制器。在原理图中，有谐波平衡仿真控制器HARMONIC BALANCE,这里谐波平衡仿真控制器的设置如下。（6） 参数扫描计划控制器。在原理图中，有参数扫描计划控制器HARMONIC SWEEP PLAN,这里参数扫描计划控制器的设置如下。（7） 变量控件在原理图中，有变量控件VAR，原理图中的变量都在变量控件VAR中显示，同时变量控件VAR设置所有变量的默认值。这里变量控件的设置如下。大信号S参数仿真各项需要用

4、到的模型介绍（1） 放大器模型Motorola_PAS参数仿真原理图SP1.dsn中的放大器是一个电路模型。Motorola_PA是这个电路模型的符号。图3 Motorola_PA电路模型Motorola_PA符号有子电路，它的特性是由子电路来决定，查看子电路的具体步骤如下：在原理同SP1.dsn中，单击按钮，再单击Motorola_PA电路模型。其中的Motorola_Mosfet_Model也有子电路，可以通过相同方法进入查看。图4 Motorola_Mosfet_Model电路模型（2） 终端负载Term在大信号S参数仿真中，输出端口加终端负载Term，这个端口的特性阻抗为50（3） 频

5、域功率功率源P_1Tone在大信号S参数仿真中，有频域功率源P_1Tone，这个源的某些参数已经在原理图中显示出来，这个源给放大电路提供输入信号信号功率。（4） 直流电压源V_DC。在大信号S参数仿真中，有两个直流电压源V_DC,这两个源的某些参数已经在原理中显示出来，这两个源给放大电路提供静态工作点（5） 大信号S参数仿真控制器LSSP.在大信号S参数仿真原理图中（以后简称大S原理图），有大信号S参数仿真控制器LSSP用来设置大信号S参数仿真的参数。由原理图可以看出，大信号S参数仿真控制器参量的设置如下。（6） 谐波平衡仿真控制器在原理图中，有谐波平衡仿真控制器HARMONIC BALANC

6、E,谐波平衡仿真控制器用来设置谐波平衡仿真的参数，这里谐波平衡仿真控制器的设置如下。（7） 变量控件在原理图中，有变量控件VAR,原理图中的变量都在变量控件VAR中显示，同时变量控件VAR设置所有变量的默认值。这里变量控件的设置如下。四丶实验步骤1、增益压缩参数仿真（1） 打开ADS软件，弹出主视窗，选择主视窗中的【View】菜>Example Directory,在主视窗的文件管理区可以看到examples文件夹，文件夹内是所有的例程。（2） 双击examples文件夹中的Tutorial文件夹，进入Tutorial文件夹。（3） 双击Tutorial文件夹中的SimModels_pr

7、j,进入SimModels_prj项目，再双击项目管理区的networks，在文件浏览区显示出该项目下所有的原理图文件，其中原理图文件XDB1.dsn为增益压缩仿真原理图。（4） 双击文件浏览器的XDB1.dsn,在项目管理区出现XDB1(Schematic),再双击项目管理区的XDB1(Schematic),就可以打开增益压缩仿真原理图了，增益压缩仿真原理图如图下所示增益压缩仿真原理图（5）在XDB1.dsn原理图的工具栏中单击就能进行仿真。仿真结束后其结果会自动以视窗的形式弹出。（6）这里还有另一种方法可以直接查看软件中保存的结果，在XDB1.dsn原理图视窗中，选择Window的菜单&g

8、t;Open Data Display，在弹出的对话框中单击XDB1.dds，选择查看XDB1.dsn原理图的仿真结果，然后选择【打开】按钮，关闭对话框，结果会自动弹出。2、大信号S参数仿真在主视窗打开大信号S参数仿真例程原理图，打开原理图的步骤如下。 大信号S参数仿真原理图查看方式与上个实验相同实验报告五、 实验总结及分析1、增益压缩仿真 图6.1.1 1dB增益压缩点处输出信号的频谱 图6.1.2 由谐波平衡仿真得到的输出信号频谱 由图6.1.1可以看出当输入功率Pin=-10.0dBm时以1GHz为基频的5次谐波，分别对应的1dB增益压缩点处的输出功率大小。由图6.1.2可以看出1GHz

9、频率与他的5次谐波分量，各自当频率保持不变输入功率从-10dBm15dBm以1dBm为步进对应的输出功率。图6.1.3 增益压缩值的方程和曲线图6.1.3中有线性的增益方程Linear、增益压缩情况下的增益方程Gain和计算增益压缩值的方程compression，有线性增益方程的曲线、增益压缩情况下的增益方程的曲线，有标记m1和m2处的增益压缩值列表、1dB增益压缩点处输入功率列表和1dB增益压缩点处输出功率列表。由图6.1.3可以得到如下数据：Linear=22.996，表示标记m1处的增益值为22.996dBm。Plot_vs=22.098，表示标记m2处的增益值为22.098dBm。Compression=0.898,表示标记m1和m2处的增益压缩值为0.898。Input1=13.382，表示1dB增益压缩点处输入功率为13.382dBm。Output1=22.382，表示1dB增益压缩点处输出功率为22.382 dBm。 图6.1.4 增益