射频选做实验2-有源器件的设计及实现-电路实现及测试
RF射频电路设计与测试
重要参数
工作频率
射频电路的工作频率决定了其通信带宽和传输距 离。
线性度
射频电路的线性度决定了其信号处理的精度和失 真程度，影响通信质量。
ABCD
灵敏度
射频电路的灵敏度决定了其接收微弱信号的能力 ，直接影响通信距离和抗干扰能力。
噪声系数
射频电路的噪声系数反映了其内部噪声水平，对 通信系统的性能产生影响。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的信息传输。
工作原理
01
02
03
信号产生
射频电路通过振荡器等元 件产生高频信号，作为通 信系统的载波。
信号处理
信号经过调制解调、放大 滤波等处理，实现信息的 传输与接收。
能量传输
射频电路通过电磁波的形 式传输能量，实现无线通 信。
规范测试方法
在测试射频电路时，应制定规范的测试方法，并确保测 试人员严格按照方法进行操作，以提高测试结果的稳定 性和可重复性。
CHAPTER 05
发展趋势与展望
技术发展现状
当前rf射频电路设计已广泛应用在通信、雷达、导航、电 子对抗等领域，技术发展已经相对成熟。
随着集成电路技术的发展，rf射频电路设计正朝着小型化 、集成化、高性能化的方向发展，同时对电路的稳定性、 可靠性、一致性等性能要求也越来越高。
通过调整电路的参数和结构，仿真设 计可以预测电路在不同频率和不同环 境下的性能表现，为实际制作提供参 考。
实际设计
实际设计是将仿真设计得到的电路结构和参数应用到实际的 电路板和元器件上。
实际设计需要考虑电路板的布局、元器件的选择和安装、以 及电磁兼容性等问题，以确保电路的性能和稳定性。
优化设计
华工射频实验报告
华工射频实验报告射频实验是电子技术中非常重要的一个实验内容，通过实验可以了解和掌握射频信号的特性和处理方法。
下面是我对华工射频实验的报告。
华工射频实验是电子科学与技术学院的一个必修实验课程，旨在让学生了解和掌握射频电路和系统的设计、分析和测试方法。
这个实验分为多个部分，包括射频放大器的特性测试、带通滤波器的设计和测量、频率合成器的设计和实现等。
在射频放大器的特性测试部分，我们学习了射频信号的放大特性，包括增益、带宽和稳定性等。
通过实验，我们可以利用半导体器件和电路设计方法，搭建射频放大器的电路，并通过测量和分析，了解其在不同频率和输入功率下的放大性能和线性度，并通过参数调节来实现最佳性能。
在带通滤波器的设计和测量部分，我们学习了如何设计射频带通滤波器，使其具有所需的中心频率和带宽。
通过实验调节电路中的元件数值和结构，例如电感、电容和电阻等元件的数值和连接方式，我们可以实现所需的滤波器特性，并通过测试和测量来验证其性能。
在频率合成器的设计和实现部分，我们学习了如何使用计算机辅助设计软件和射频器件来设计和实现频率合成器。
通过实验，我们可以了解和掌握使用PLL（锁相环）电路和VCO（电压控制振荡器）电路来实现频率的合成和改变，并通过测试和测量来验证其性能。
通过这个射频实验，我们学到了很多关于射频信号的特性和处理方法的知识。
通过实际动手操作和实验数据的分析，我们不仅加深了对课堂知识的理解，而且提高了实际问题的解决能力和实验技巧。
在实验中遇到问题时，我们也互相交流和协助解决，通过团队合作的方式提高了实验效率和成果。
总的来说，华工射频实验是一门非常有趣和实用的课程。
通过这个实验，我们不仅了解了射频信号的特性和处理方法，而且掌握了射频器件和电路的设计和实验技巧。
这对于我们今后从事电子工程相关的工作和研究都非常有帮助。
希望将来能有更多机会和资源去深入研究和应用射频技术。
射频实验报告
西安交通大学射频专题实验报告（一）匹配网络的设计与仿真实验目的1.掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理2.掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理3.掌握并(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理4.了解ADS软件的主要功能特点5.掌握Smith原图的构成及在阻抗匹配中的应用6.了解微带线的基本结构基本阻抗匹配理论信号源的输出功率取决于U s、R s和R L。
在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k 。
当R L=R s时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。
无论负载电阻大于还是小于信号源内阻，都不可能使负载获得最大功率，且两个电阻值偏差越大，输出功率越小。
匹配包括：共轭匹配，阻抗匹配，并(串)联单支节调配器。
练习1.设计L 型阻抗匹配网络，使Zs=(46－j ×124) Ohm 信号源与ZL=(20+j ×100) Ohm 的负载匹配，频率为2400MHz.仿真电路图2. 设计微带单枝短截线线匹配电路，使MAX2660的输出阻抗ZS=（126-j*459）Ohm与ZL=50Ohm的负载匹配，频率为900MHz.微带线板材参数：相对介电常数：2.65相对磁导率：1.0导电率：1.0e20损耗角正切：1e-4基板厚度：1.5mm导带金属厚度：0.01mm仿真电路图仿真结果思考题1.常用的微波/射频EDA仿真软件有哪些？2.ADS, Ansoft Designer，Ansoft HFSS，Microwave Office， CST MICROWAVE STUDIO2.用ADS软件进行匹配电路设计和仿真的主要步骤有哪些？放置元件，连接电路图，参数设定，计算仿真。
3.给出两种典型微波匹配网络，并简述其工作原理。
L型阻抗匹配网络，π型阻抗匹配网络在RF理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching）问题。
射频实验报告
射频电路实验报告12/13 学年第1学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：李永红日期: 2012 年10月28日实验一滤波器设计一、实验目的(1) 掌握基本的低通和带通滤波器的设计方法。
(2) 学会使用微波软件对低通和高通滤波器进行设计和仿真，并分析结果。
二、预习内容(1) 滤波器的相关原理。
(2) 滤波器的设计方法。
三、实验设备Microwave Office软件四、理论分析滤波器的种类：(1) 按通带特性分为低通、高通、带通及带阻四种。
(2) 按频率响应分为巴特沃斯、切比雪夫及椭圆函数等。
(3) 按使用原件又可分为L-C性和传输线型。
五、软件仿真设计一个衰减为3dB，截止频率为75MHz的[切比雪夫型1dB 纹波LC 低通滤波器（Zo=50ohm），并且要求该滤波器在100MHz至少有20dB 的衰减。
图1-1切比雪夫型1dB 纹波LC低通滤波器电路图图1-2 模拟仿真结果六、结果分析经过仿真，得到了两种滤波器的频率特性的到了结果。
红色的曲线为低通滤波器，蓝色的为带通滤波器，两种滤波器的特性可以鲜明地在图上看出差别。
低通滤波器在低频区域，是通带，通带非常的平缓，纹波较低，但是截至段不是很陡。
带通滤波器具有较好的陡峭特性，但是相对而言，通带比较窄而且纹波较大。
实验二放大器设计一、实验目的(1) 掌握射频放大器的基本原理与设计方法。
(2) 学会使用微波软件对射频放大器进行设计和仿真，并分析结果。
二、预习内容(1) 放大器的基本原理。
(2) 放大器的设计方法。
三、实验设备Microwave Office软件四、理论分析射频晶体管放大器常用器件为BJT、FET、MMIC。
放大器电路的设计主要是输入/输出匹配网络。
输入匹配网络可按低噪声或高增益设计，输出匹配网络要考虑尽可能高的增益。
五、软件仿真设计一900MHz放大器。
其中电源为12VDC，输出入阻抗为50Ω。
射频电路原理实验报告
射频电路原理实验报告实验目的本实验旨在通过搭建射频电路原理实验平台，探索射频信号的特性，并了解射频电路中的基本元件和原理。
实验器材与材料- 射频信号发生器- 射频功率放大器- 直流电源- 变压器- 电感- 电容- 电阻- 示波器- 天线实验步骤1. 首先，将射频信号发生器和示波器正确接入电路，并设置合适的工作频率和幅值。
2. 接下来，通过变压器将输入信号的电压转换成合适的射频信号，并将其输入到射频功率放大器中。
3. 将射频功率放大器的输出信号连接到天线，以实现信号的无线传输。
4. 在示波器上观察到放大器输入和输出的波形，并记录相关数据。
5. 调整射频信号发生器和射频功率放大器的参数，观察波形的变化，进一步了解射频信号的特性和电路的响应。
实验结果分析通过观察示波器上的波形，可以看出射频功率放大器能够有效地将输入信号放大，并通过天线将信号发送出去。
随着射频信号发生器输出频率的增加，波形的周期性变化也能够清晰地观察到，表明电路对不同频率的信号具有不同的响应特性。
同时，我们还可以通过记录的数据计算出电路的增益，并与理论数值进行对比。
通过比较实际测量结果和理论预期，可以评估电路的性能和实验的准确性。
实验总结与心得通过本实验，我对射频电路的基本原理和电路中的元件有了更深入的了解。
通过搭建实验平台，我能够直观地观察到射频信号的特性，并掌握了调节参数以实现不同频率响应的技巧。
在实验过程中，我也遇到了一些问题，比如调节信号发生器的频率不够精确，导致波形的观察和数据的测量不够准确。
为了解决这个问题，我学会了合理选择仪器和参数，以获得更精确的实验结果。
总的来说，本实验对我进一步理解和掌握射频电路原理和实验方法有着重要的意义，也为我今后的学习和研究打下了坚实的基础。
参考文献- 《射频电路设计与实验指导书》- 《电子电路基础》。
(实验二)无源和有源滤波器
（实验二）无源和有源滤波器实验目的：1.了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理2.熟练掌握RC、RL、RCL、LPF、HPF、BPF、BSF等滤波器的设计与实现3.通过实验掌握电容和电感的电气特性及其滤波器的设计和制作实验仪器：示波器、信号发生器、电容测试仪、电阻测试仪、电感测试仪实验内容：一、无源滤波器1.RC滤波器（1）低通滤波器：从信号发生器输出的正弦波接到电路的输入端，同时连接示波器探头，把探头分别接到电容器C和电阻R两端，调整信号发生器的频率，观察示波器上正弦波的振幅与频率变化，得到RC滤波器的减频特性曲线。
（2）高通滤波器：同样连接电路并调整信号发生器频率，示波器上高通滤波器输出电压的振幅随着频率的变化而发生变化，得到高通滤波器的增频特性曲线。
2.RL滤波器仿照RC滤波器的示范，再借助于电感L，设计和实现一个低通RL滤波器，同样测试示波器的输出特性曲线。
3.RCL滤波器结合RC和RL滤波器的经验，接入电容C和电感L以及电阻R，基本组合形式有π型/△型/串联型/并联型。
并分别实现和调试它们的滤波器特性。
二、有源滤波器1.甲类和乙类滤波器分别设计和实现比较典型的甲类和乙类无源滤波器。
将信号发生器的正弦波接入有源滤波器的输入端，选择并连接合适的电容和电阻，再选择一个适当的放大器反馈电路，经过放大器的功率放大和滤波器的频谱滤波，输出筛选后的高清正弦波到示波器。
2.低通/高通/带通/带阻滤波器设计从理论上推导出差分放大器电路的频率响应函数，根据函数形式选择合适的电容和电阻，设计并制作差分放大器，最后通过实测数据检验其频率响应的有效性和准确性。
3.低通/高通/带通/带阻滤波器实验在购买好的AD623差分放大器芯片的基础上，结合理论计算和模拟仿真结果，选择合适的电容和电阻参数，将芯片安装在面包板上，经过电阻电容网络的选取和调试，制作出低通/高通/带通/带阻滤波器，逐一测试滤波器的性质和曲线特性。
射频技术实验实验报告
一、实验目的1. 理解射频技术的基本原理和组成；2. 掌握射频信号的调制、解调方法；3. 学习射频信号的传输和接收技术；4. 培养实际操作能力，提高动手能力。
二、实验原理射频技术是一种利用电磁波进行信息传输的技术，其频率范围一般在300MHz到30GHz之间。
射频技术在通信、雷达、遥感、医疗等领域有着广泛的应用。
本实验主要研究射频信号的调制、解调、传输和接收技术。
1. 调制：调制是将信息信号与载波信号进行组合的过程，分为模拟调制和数字调制。
本实验采用模拟调制中的调幅（AM）调制。
2. 解调：解调是调制的逆过程，将调制后的信号恢复成原始信息信号。
本实验采用调幅信号的解调方法。
3. 传输：射频信号的传输主要通过天线实现，本实验使用同轴电缆进行传输。
4. 接收：接收过程包括天线接收、信号放大、解调、滤波等步骤，本实验使用超外差式接收机进行接收。
三、实验内容1. 调制电路搭建：搭建一个调幅调制电路，输入信号为音频信号，载波信号为射频信号。
2. 解调电路搭建：搭建一个调幅解调电路，输入信号为调制后的射频信号。
3. 信号传输：使用同轴电缆将调制后的射频信号传输到接收端。
4. 接收电路搭建：搭建一个超外差式接收机，对传输过来的射频信号进行接收。
5. 实验数据采集与分析：使用示波器、信号发生器等仪器采集实验数据，对实验结果进行分析。
四、实验步骤1. 搭建调制电路：将音频信号发生器输出的音频信号作为调制信号，射频信号发生器输出的射频信号作为载波信号，通过调制电路实现调幅调制。
2. 搭建解调电路：将调制后的射频信号作为解调电路的输入信号，通过解调电路恢复出原始音频信号。
3. 信号传输：将调制后的射频信号通过同轴电缆传输到接收端。
4. 搭建接收电路：搭建一个超外差式接收机，对传输过来的射频信号进行接收。
5. 数据采集与分析：使用示波器观察调制信号、解调信号、传输信号和接收信号的波形，记录相关数据。
五、实验结果与分析1. 调制电路输出信号波形：通过示波器观察调制电路输出信号，可以看到调制后的射频信号波形，符合调幅调制的要求。
射频微波实验报告
一、实验目的1. 理解射频微波的基本原理和关键技术。
2. 掌握射频微波元件的特性参数测量方法。
3. 熟悉射频微波系统的搭建和调试技术。
4. 提高对射频微波电路设计和分析能力。
二、实验原理射频微波技术是现代通信、雷达、遥感等领域的重要技术。
本实验主要涉及以下原理：1. 射频微波传输线：了解射频微波传输线的种类、特性及其在射频微波系统中的应用。
2. 射频微波元件：掌握射频微波元件（如衰减器、隔离器、滤波器等）的工作原理和特性参数。
3. 射频微波系统：了解射频微波系统的组成、工作原理和调试方法。
三、实验内容1. 射频微波传输线测量：使用矢量网络分析仪测量微带传输线的特性参数（S参数）。
2. 射频微波元件测量：测量衰减器、隔离器和滤波器的特性参数（如插入损耗、隔离度、带宽等）。
3. 射频微波系统搭建：搭建一个简单的射频微波系统，并进行调试。
四、实验步骤1. 实验一：射频微波传输线测量（1）准备实验设备：矢量网络分析仪、微带传输线、测试夹具等。
（2）设置测试参数：起始频率、终止频率、步进频率等。
（3）连接设备：将矢量网络分析仪、微带传输线和测试夹具连接好。
（4）进行测试：启动矢量网络分析仪，进行S参数测量。
（5）分析结果：根据测量结果，分析微带传输线的特性参数。
2. 实验二：射频微波元件测量（1）准备实验设备：矢量网络分析仪、衰减器、隔离器、滤波器等。
（2）设置测试参数：起始频率、终止频率、步进频率等。
（3）连接设备：将矢量网络分析仪、射频微波元件连接好。
（4）进行测试：启动矢量网络分析仪，进行特性参数测量。
（5）分析结果：根据测量结果，分析射频微波元件的特性。
3. 实验三：射频微波系统搭建（1）设计系统方案：根据实验要求，设计射频微波系统方案。
（2）搭建系统：按照设计方案，搭建射频微波系统。
（3）调试系统：对系统进行调试，确保系统正常工作。
（4）测试系统：对系统进行测试，验证系统性能。
五、实验结果与分析1. 射频微波传输线测量结果：测量得到微带传输线的S参数，分析其特性参数。
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低噪声放大器设计的基本原则 低噪声放大器(LNA)位于射频接收系统的前端，其主要功能是 低噪声放大器(LNA)位于射频接收系统的前端， (LNA)位于射频接收系统的前端
将来自天线的低电压信号进行小信号放大。 将来自天线的低电压信号进行小信号放大。
前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大，它 前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大，
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低噪声放大器设计的基本原则
放大器中放大管的选择 一般来说选取低噪声放大管通常从以下2个方面进行考虑： 一般来说选取低噪声放大管通常从以下 个方面进行考虑： 个方面进行考虑 微波低噪声管的噪声系数足够小，工作频段足够高，一般 微波低噪声管的噪声系数足够小，工作频段足够高， 晶体管的fT一般要比工作频率高4倍以上。 fT一般要比工作频率高 晶体管的fT一般要比工作频率高4倍以上。 微波低噪声管要有足够高的增益和足够高的动态范围。 微波低噪声管要有足够高的增益和足够高的动态范围。 输入输出匹配电路的设计原则
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低噪声放大器的制作与调试
对放大器的各项指标进行测试。 对放大器的各项指标进行测试。需要测试的参数主要有以下几个 S11，S22：输入、输出端的反射系数 S11，S22：输入、 S21：传输系数， S21：传输系数，由此可测得放大器的增益 噪声系数 将测试结果与仿真结果相比较，并看其是否满足设计指标。 将测试结果与仿真结果相比较，并看其是否满足设计指标。 若不满足设计指标，则对结果进行分析后， 若不满足设计指标，则对结果进行分析后，通过调整元器件的参 数（电容，电感，电阻的值），使其达到设计指标。 电容，电感，电阻的值），使其达到设计指标。 ），使其达到设计指标
晶体管S参数扫描 晶体管 参数扫描
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用ADS软件设计低噪声放大器 软件设计低噪声放大器
SP模型仿真设计 模型仿真设计
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用ADS软件设计低噪声放大器 软件设计低噪声放大器
封装模型仿真设计
（1）直流工作点的选择 （2）偏置电路的设计
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思考题
稳定系数为什么要在包括通带的全频域内满足条件？ 稳定系数为什么要在包括通带的全频域内满足条件？ 设计低噪声放大器的匹配电路和其它匹配电路有什么不同 的地方？ 的地方？ Sp模型能否进行 特性曲线仿真，仿真得到的结果能否代 模型能否进行I-V特性曲线仿真， 模型能否进行 特性曲线仿真 表这一器件的实际I-V特性 特性？ 表这一器件的实际 特性？ 如果要减小低噪声放大电路的尺寸，可以采取哪些措施？ 如果要减小低噪声放大电路的尺寸，可以采取哪些措施？
在设计时同样需要考虑到放大器的稳定性问题。 在设计时同样需要考虑到放大器的稳定性问题。
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低噪声放大器实现的步骤
1、用ADS软 、 软 件设计低噪声 放大器。 放大器。
2、绘制电路 、 板图。 板图。
3、制作与调 、 试。
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用ADS软件设计低噪声放大器 软件设计低噪声放大器
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实验内容
了解微波低噪声放大器的工作原理。 了解微波低噪声放大器的工作原理。 使用ADS软件设计一个低噪声放大器，并对其参数 软件设计一个低噪声放大器， 使用 软件设计一个低噪声放大器 进行优化、仿真。 进行优化、仿真。 根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路 根据软件设计的结果绘制电路版图， 板。 对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。 对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。
有源器件的设计及实现有源器件的设计及实现-电路实现及测试
----低噪声放大器 ----低噪声放大器
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实验目的
了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。 了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。 学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计，优化， 软件进行微波有源电路的设计，优化， 学习使用 软件进行微波有源电路的设计 仿真。 仿真。 掌握低噪声放大器的制作及调试方法。 掌握低后要根据结果用Protel软件绘制电路版图， 仿真完成后要根据结果用Protel软件绘制电路版图，绘 Protel软件绘制电路版图 制版图时要注意以下几点： 制版图时要注意以下几点：
偏置电路的设计和电源滤波电路的设计。 所用电路板是普通的双层板，上层用来绘制电路，下层整个作为接地。 根据版图的大小尺寸要求调整功分器两边50欧姆阻抗线的长度，便于安装 在测试架上 在绘制版图时受加工精度的限制，尺寸精度到0.01 mm即可，线宽要大于 0.2mm。 各个接地点要就近接地。 由于制板时实际线宽往往要比设计线宽小0.01mm左右，在绘制版图时要考 虑这个问题。
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低噪声放大器的制作与调试
对照设计版图检查加工好的微波电路板（包括微带线尺寸， 对照设计版图检查加工好的微波电路板（包括微带线尺寸，电源 输出，沉铜孔的位置等），并按照所用的电路元件表准备元器件。 输出，沉铜孔的位置等），并按照所用的电路元件表准备元器件。 ），并按照所用的电路元件表准备元器件 按照电路原理图进行焊接，首先焊接放大器的供电部分， 按照电路原理图进行焊接，首先焊接放大器的供电部分，通电检 查电压正确后再焊接其他无源器件（电阻，电容，电感），最后 查电压正确后再焊接其他无源器件（电阻，电容，电感），最后 ）， 将晶体管按正确方式焊接。 将晶体管按正确方式焊接。 在检查焊接无误后，将电路板安装到测试架上， 在检查焊接无误后，将电路板安装到测试架上，接通直流电源测 量放大器的直流工作点，并进行调整，使其满足设计要求。 量放大器的直流工作点，并进行调整，使其满足设计要求。
的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度， 的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度，它的线性度将对 整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。 整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。
对低噪声放大器的基本要求是： 对低噪声放大器的基本要求是：
噪声系数低、 噪声系数低、 足够的功率增益、 足够的功率增益、 工作稳定性好、 工作稳定性好、 足够的带宽和大的动态范围。 足够的带宽和大的动态范围。
直流偏置 电路设计
稳定电路 设计
噪声系数 圆仿真
根据噪声 系数最小 设计输入 匹配电路
根据功率 增益最大 设计输出 匹配电路
基于版图 的仿真
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晶体管直流工作点的扫描
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用ADS软件设计低噪声放大器 软件设计低噪声放大器