2.6最大增益的输出匹配
输出端的匹配需要此时晶体管的输出端阻抗,插入Zin控件,查看输出阻抗的实部和虚部,得到输出阻抗为28.109-j*12.593Ω,为了达到最大增益,输出匹配要50Ω匹配到Zin的共轭。通过使用DA_Smith Chart Match工具,对电路进行输出匹配。
图2.22 输出阻抗的曲线
图2.23 设置Smith Chart Utility工具的参数
图2.24 设置Smith Chart Utility工具的输出阻抗
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图2.25 Smith Chart Utility微带线匹配
图2.26 匹配子线路
图2.27 Tuning后仿真结果3
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图2.28 Tuning后仿真结果4
2.7匹配网络的实现
理想微带线,其参数只有特性阻抗、电长度和频率,需要换算成实际的标明物理长度的微带线,使用ADS自带的工具LineCalc,所有微带线的特征阻抗都是50Ω。
TH5 TH6 TH7 TH8 电长度(degrees) 81.437 59.237 75.224 54.316 特征阻抗(ohm) 50 50 50 50 物理长度(mm) 5.9912 11.678 6.1036 22.486 表2.1 微带线的电长度和物理长度
图2.29 低噪声放大器的总电路图
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2.8原理图仿真
经过以上各部分的设计,将匹配网络添加到低噪放大电路中,得到完整的低
噪放电路,进行仿真。
图2.30 总仿真结果图
稳定系数矩形图中StabFact1的曲线可以看出,稳定系数K在频率范围内大于1,说明放大器在频率范围内稳定,满足绝对稳定的要求。
在nf(2)的曲线可以看出,低噪声放大器的噪声系数在4.8GHz-6.8GHz的范围内都在1.2dB以下,满足设计要求中要求的噪声系数小于3的指标。
在S参数矩形图中可以看出增益系数S21,在5.65GHz-5.95GHz频率范围内,增益的最小值为S21min=15.016 dB、最大值为S21max=15.965dB,在300MHz带宽范围内,增益的衰减小于1dB,满足设计要求。
2.9小结
本报告介绍了一种基于PHEMT管的低噪声放大器的设计过程,所设计的低噪放大器达到了预期指标。采用负反馈技术和稳定性措施满足了增益平坦度和绝对稳定性要求,简要介绍了输入输出匹配的设计过程,省去了复杂的理论分析计算,提高了工作效率,对低噪声放大器的CAD设计具有很大的现实意义。
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