压控振荡器设计.ppt

1、学习了电压控制震荡器的设定、(1)实验目的、解压缩控制震荡器的原理和设定方法，用ADS软件进行了VCO的设定、优化和仿真。 (2)了解震荡器的主要技术指标，用ADS软件建立VCO，优化其残奥仪表，进行仿真实验内容。 观察不同残奥仪对VCO工作的影响，确定震荡器的三个基本模块：1.晶体管或电真空去老虎钳(主要用于射频波大功率)(负阻元件)2.谐振电路：只有与电路谐振频率一致的交变电磁场才能与电子有效地相互作用。 3 .能量种子文件背模块(从放大器的角度来看)、震荡器物理模型、震荡器物理模型主要由谐振网络、晶体管和输入网络三部分组成。 如下图所示，(3)震荡器的技术指标、输出功率和效率输出频谱纯粹

2、、仅有一个频谱的实际输出频谱：描述该频谱的残奥仪表包括频率稳定度频率调制噪声和相位噪声、震荡器所输出的频谱、(3)震荡器的技术指标(续)、 频率稳定度有绝对频率稳定度和相对频率稳定度两种显示方式，在指定的时间间隔内，通常以相对频率稳定度显示。 振荡频率的随机波动被称为瞬时频率稳定度，频率的瞬时降低产生频率调制噪声、相位噪声、相位抖动。 振荡振幅的随机波动引起振幅调变噪声。 (4)使用ads软件，本节介绍如何使用ads软件设置和修改VCO。 包括原理图绘制、电路残奥仪表调整优化、仿真等。 下面按顺序详细说明ADS软件的使用方法。 启动ADS软件，启动ADS进入下一个屏幕，创建新的项目工程文件，喀

3、呖声File-New Project设置项目工程文件名(在本例中为Oscillator )和存储路径，创建新的项目工程文件的第二步骤是， 在基于三极管的最佳噪声特性来确定直流偏置电路的偏压电阻的第三步中，确定变容二极管的VC特性，首先根据指标(经校正的震荡器频率)来确定变容的值，然后从VC曲线来确定二极管两端直流电压。 第四步是进行间谐波仿真，分析相位噪声，生成压控曲线，并且观察校正后的震荡器的压控线性。VCO的设定修正(续)、设定修正指标：设定电压控制震荡器，振荡频率为1.8GHz左右。 第一步是根据振荡频率确定要选择的三极管。 因为是电压控制震荡器，所以也需要变容二极管。在第二步中需要AD

4、S的直流模拟。在第三步中通过残奥仪表模拟决定变容二极管的VC曲线。在第四步中用HB模块进行间谐波模拟，修正相位噪声。 管的选择、设定的震荡器采用了HP公司制造的AT41411硅双极管12，变容二极管采用了MV1404。 AT41411的主要指标是低噪声特性：1GHz噪声系数为1.4dB，2GHz噪声系数为1.8dB。 高增益：1GHz时增益为18dB，2GHz时增益为13dB截止频率：7GHz，一盏茶具有宽带的1.8GHz时最佳噪声特性： Vce8V，Ic10mA； 震荡器采用的初始电路、震荡器采用的初始电路如下图所示，图中的晶体管、二极管及电阻电容等的老虎钳位于ADS的老虎钳驱动拉力赛中。

5、偏置电路的设定修正在电路原理图窗口喀呖声，打开Component library，按下“ctrl F1”，打开检索对话窗口检索老虎钳“ph_hp_AT41411”。 这是选择将我们在本项目工程中使用的Agilent公司的晶体管检索到的数据老虎钳引出到回路原理图的晶体管，按下可旋转的晶体管，将晶体管定径套到适当的位置。选择probe components类，然后在该类中选择L_Probe并将其放置在适当的位置。 同样，您可以在“源时域”中选择V_DC，然后在“提升的组件”中选择r。 从OPTIM/stat/Yield/DOE类别中选择GOAL。 这里需要两个，另一个optim。 从Simulat

6、ionDC中选择一个DC。 上面的去老虎钳和游戏模拟器如下图所示配置，线相连。 如果按下NAME按钮显示对话计程仪，请输入所需的名称，然后在所需的电路图上喀呖声定，电路节点将自动定义名称。 下图的“Vcb”、“Veb”节点。采用双电源供电的方法，设置两个GOAL进行两个偏置电阻的优化，考虑到震荡器中晶体管的工作状态远离饱和区，满足晶体管在1.8GHz时的最佳噪声特性，直流偏置的优化目标为Ic=10mA，Vcb5.3V 与“c极”连接的电阻为600，最佳范围为1001000，电源变更为“12V”。 同样，“e极”上连接的电阻为400，最佳范围为1001000，电源变更为“5V”。 按F7快捷牛鼻

7、子进行模拟。 在Data Display窗口，也就是新出现的窗口中，按LIST牛鼻子“R1.R； R2.R”表示如下图所示优化后的直流电阻的数值。 变容量VC特性曲线测试，如上所述制作新的电路原理图窗口，制作如右图所示的电路图。 其中“Term”、“S-PARAMETE”、“PARAMETER SWEEP”都在“simulations”中，可变电容管的型号“MV1404”在解老虎钳库中，可以参考上述晶体管的检索方法。 按下VAR牛鼻子，然后双击以修改其中的项，定义名为“Vbias”的变量，并将Vbias5V设置为Vbias的初始值。 更改电源的专业技术腻子粉，使其成为VdcVbias。 修正s

8、残奥仪表的轮廓，设定单点扫描频率点1.8GHz，修正“z残奥仪表”。 修改参数扫描的属性，请求扫描变量“Vbias”，选择Simulatuion1“SP1”，扫描范围为110，间隔为0.5。 按“F7”进行电路模拟。 在“Date Display”中按Eqn牛鼻子，在对话计程仪框中编辑公式：在Eqn中选择C_Varactor，得到VC曲线和表： VC特性曲线、过渡模拟电路图、 利用Transient Simulation模拟，在从0出来的“Data Display”窗口中，输出“Vout”的瞬时波形，按键，喀呖声“new”和新的“Marker”，以“Vout”的瞬时波形图进行喀呖声这意味着在M

9、arker”m3，m4之间对Vout进行频率变换，从而使得谱变为m3和m4之间的频谱。 若输出Spectrum的图案，则可以看到m3和m4之间的频谱成分，若加上“marker”m5，则可以知道震荡器的大致的振荡频率，如下图所示进行分析的结果，根据波形震荡器稳定地振荡，具有一定的振荡时间，提取出2点m3的光谱纯度也高， 当对m3和m4的时域进行fs变换时，可以看到震荡器的振荡频率的频谱，如从m5标记的数值可知，该震荡器的振荡频率为1.850GHz，与设定校正的指标1.8GHz存在差异，需要进行调整。 调整的优化结果表明，当变容二极管的电容为8.25pF时，VCO的振荡频率是1.8GHz，因为VC

10、O的振荡频率由存在变容二极管的谐振网络的谐振频率决定，从此时获得的VC曲线可知对应的二极管的直流偏置电压为3.8V 由图可知，设置Vdc3.8V而模拟的格拉夫如图所示，该震荡器的振荡频率为1.799GHz，满足设定校正要求。可安装HB模拟器，使用ADS中的HB simulation模拟震荡器相位噪声，如下图所示安装HB模拟器，并选择性地校正非线性噪声和调频噪声。谐波平衡仿真电路图、在震荡器中加入Oscport解老虎钳并组合使用，连接在回种子文件网络和谐振网络之间，这是谐波平衡法模拟相位噪声其中“Oscport”为等级“SSC” 另外，考虑到该解老虎钳的频率隔离不是一盏茶，可在输出端子添加带通滤

11、波器。 如下图所示，间谐波频率和振幅，仿真后生成的间谐波频率和振幅，作为相位噪声仿真的结果，anmx为振幅调变噪声，单位为dBc/Hz； pnfm为额外相位噪声，且单位为dBc/Hz。 pnmx是相位噪声，单位是dBc/Hz。 修正相位噪声的具体数值、VCO振荡频率的线性分析、控制可变电容管的电压的电源属性，将“Vdc”设定为变量“Vtune”，追加VAR变量“Vtune”修正间谐波平衡模拟器，不修正此时噪声， 只新得到扫描变量“vtunne”的HB游戏模拟器如右图所示，在“Date Display”输入Rectangular Plot，显示对话框后按下Advanced牛鼻子，输入sweep1

12、.freq1，喀呖声OK后生成从图中可以看出压力控制的线性，功率频率曲线、使用ADS的总结，详细介绍了用ADS设定、修正微波振荡器的过程，设定、修正过程中最大的体会之一是ADS软件自身的功能很强，但是学习入门很难，而且用ADS设定、修正震荡器的资料很少，实际设定、修正时各种各样帮助中的搜索功能非常强大，基本上ADS遇到的所有问题都可以从帮助中找到答案。 此外，ADS数据库搜索速度慢，但仍然很方便。 如果有什么老虎钳的话，建议用数据库进行检索。 VCO设定修订的总结，在设定修订过程中应考虑的第一个问题是管道的选择，在设定修订前必须根据自己的指标决定管道的残奥仪表。 从之后的设定修订来看，管道的选择差很难达到预定的目标。 修正震荡器的最重要的是使振荡频率满足预定的指标，而在此次的电压控制震荡器设定修正中有与震荡器频率直接相关的两个残奥仪表，一个是变容二极管的偏置电压，并由变容二极管的VC曲线来决定。 另一个是震荡器的反馈电感量。 对这些个的2个残奥表进行多次调整，使在设定修正过程中振荡频率达到1.8GHz。噪声分析也是震荡器设置修订的重要方面。 必须明确在设定修正过程中修正哪个噪声，合理设定噪声频率间隔。 向电