陕西理工学院毕业论文
三．低噪声放大器的仿真
本文将首先给出低噪声放大器的技术指标，并且根据技术指标选择合适的晶体管，之后再利用ADS2011软件设计微波低噪声放大器的仿真，最后通过优化来实现符合技术指标的微波低噪声放大器。
3.1 低噪声放大器的设计指标
低噪声放大器的中心频率选为2.4GHz，带宽80MHz。 通带内的增益达到11dB。 通带内的噪声系数小于3。 通带内K>1，绝对稳定。 通带内的输入驻波比小于1.7。 通带内的输出驻波比小于2.2。 系统内的特性阻抗选为50Ω。
微带线基板的厚度设置为0.8mm，基板的相对介电常数设置为4.3。 3.2 选取晶体管
本次毕设选择惠普公司的AT32011晶体管，通过查询DataSheet可以确定AT32011能够作为低噪声放大器的仿真晶体管。 3.2.1 创建项目
首先要在ADS2011中创建一个低噪声放大器项目，本次毕业设计的所有内容都将保存在这个项目里面，创建项目的步骤如下。
(1)启动ADS2011软件，弹出软件的主视窗。
(2)选择主视窗中的[File]菜单→[New]→[workspace]，弹出工作空间主视窗，填写合适的英文路径，点击[Finish]。 3.2.2 创建原理图
(1)选择主视窗中的[File]菜单→[New]→[Schematic]，在文件名中填写DC_curve，并在[Schematic Design Templates]中选择BJT_curve_tracer，点击[OK]完成。这样就完成了创建低噪声放大器晶体管工作点扫描的原理图，新建的原理图DC_curve会自动打开。原理图是带有BJT_curve_tracer，带有这个模版的原理图可以自动完成晶体管静态工作点扫描的工作，原理图DC_curve如图3.1所示。
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图3.1带有BJT的晶体管工作点扫描模版的原理图
3.2.3 在ADS元器件库中选取晶体管
在ADS2011的元器件库中选取晶体管，选取“AT32011”晶体管的步骤如下。
(1)单击原理图工具栏中的[Display Component Library List]按钮，打开元器件库，元器件库窗口如图3.2所示。
图3.2 元器件库窗口
(2)在元器件库窗口的[Compomemt]栏最上方的[Search]中填写“32011”，在元器件库窗口可以看到这种晶体管的不同模型。
(3)“32011”元器件中有以sp开头的元器件和以pb开头的元器件，其中以sp开头的元器件是S参数模型，这种模型可以用来做S参数仿真，但是无法用这种模型来做直流工作点扫描，以pb开头的元器件是封装元器件，此类器件可以用来做直流工作点扫描。
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(4)选择以pb开头的元器件pb_hp_AT32011_19950105做直流工作点扫描，选择以sp开头的元器件sp_hp_AT32011_5_19950105做晶体管S参数扫描。通过这两个元器件来了解AT32011的各项技术指标，并且通过这两个元器件设计微波低噪声放大器的仿真。 3.2.4 晶体管静态工作点仿真
(1)打开原件库，找到“AT32011”元器件。选择里面的元器件pb_hp_AT32011_19950105，然后单击原理图画图区，将所选元器件pb_hp_AT32011_19950105切换至原理图画图区当中。
(2)把元器件pb_hp_AT32011_19950105放置到原理图中，并与模版中的扫描模版元器件按如图3.3的方式连接起来，构成晶体管工作点的扫描电路。
图3.3 晶体管工作点扫描的电路
(3)将参数扫描控制器(PARAMETER SWEEP)中的[Start]项修改为Start=0。
(4)单击原理图工具栏中的仿真按钮，执行仿真动作，仿真结束后，数据显示的视窗会自动弹出。 (5)因为使用的是仿真模版，毕设需要的仿真结果已经自动出现在数据显示的视窗中，如图3.4所示，这是BJT直流工作点的扫描曲线。
图3.4 BJT直流工作点扫描曲线
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3.2.5 晶体管的S参数扫描
重新创建一个新的原理图S_Params，在此原理图里面进行晶体管的S参数扫描，采用的晶体管是以sp开头的元器件sp_hp_AT32011_5_19950105。
(1)在原理图的主视窗中选择[File]菜单→[New]→[Schematic]，输入新建的原理图名称为S_Params，在[Schematic Design Templates]中选择S_Params，完成晶体管S参数扫描原理图的创建步骤。
(2)晶体管S参数扫描的原理图是带有模版的，模版为S_Params，带有这个原理图可以自动完成S参数的仿真工作，原理图S_Params如图3.5所示。
图3.5 带有晶体管S参数扫描模版的原理图
(3)单击原理图工具栏中的[Display Component Library List]按钮，打开元器件库，元器件库窗口的[Compomemt]栏最上方的[Search]中填写“32011”，选择以sp开头的元器件 sp_hp_AT32011_5_19950105用来做晶体管S参数的扫描。
(4)将元器件sp_hp_AT32011_5_19950105切换至原理图画图区当中，并与模版中的S参数扫描模版按照如图3.6所示的方式连接起来，构成晶体管S参数扫描的电路。
图3.6 晶体管S参数扫描电路
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