基于ADS的功率放大器设计实例与仿真分析二

2012-09-26 15:25:00来源: 互联网 关键字:ADS  功率放大器  仿真分析

2.3 输入/输出匹配设计

  确定静态工作点和稳定电路后,需要对晶体管的输入和输出进行匹配设计,在本例功率放大器的设计中,出发点是输出大功率,一般是让晶体管工作在其额定输出状态,为了使器件工作在最佳状态,采用负载牵引和源牵引相结合的方法来设计输入/输出匹配网络。

  通过在ADS中进行负载牵引和源牵引仿真找出在输出最大功率时的最佳阻抗。

  首先,进行负载牵引仿真找出最佳负载阻抗来设计输出匹配电路,负载牵引仿真原理图如图6所示,仿真结果如图7所示。

  

  图6 负载牵引仿真原理图

  

  图7 负载牵引仿真结果

  由图7可以得到在输出功率最大时,负载的最佳阻抗为3.004-j1.849,根据该阻抗值,采用分布参数与集总参数混合匹配的方法来设计输出匹配电路。

  然后,将设计完成的输出匹配网络加入到功率放大电路中进行源牵引仿真,源牵引仿真的原理图与负载牵引图相似,源牵引仿真结果如图8所示。

  

  图8 源牵引仿真结果

  从源牵引仿真结果得到,在最大功率输出时源阻抗为11.503-j13.802;根据该阻抗值,采用与输出匹配网络相同的方法,利用Smith圆图进行源端的匹配设计,最后根据要求指标进行优化,使得放大器的增益和输出功率更加符合设计要求,经过优化后的功率放大电路如图9所示,仿真结果如图10所示。

  

  图9 优化后的功率放大电路图

  

  图10 功率放大器仿真结果图

  通过最后仿真图可以得到在2.6GHz时,输入功率为19dBm 时,输出功率为38.318dBm,即能够达到6.5W的输出功率。小于功放的1dB压缩点,功率增益为19dB左右,效率达到45%左右,满足设计指标的要求。

  3 结 论

  本文提出了利用负载牵引和源牵引相结合的方法设计功率放大器,可以快速设计既满足输出功率又满足附加效率要求的方法,因此可以简化设计流程,极大地方便和加快产品的开发,而且对于射频工程师来讲,利用EDA软件辅助设计是极为重要的,可以大大减少工程师的工作量,并能提高工作效率,降低成本

关键字:ADS  功率放大器  仿真分析

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0926/article_16902.html
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