ADS设计报告示例
ADS设计混频器 1
ADS 设计混频器实验报告1.实验原理图1为一微带平衡混频器，其功率混合电路采用3dB 分支线定向耦合器，在各端口匹配的条件下，1、2为隔离臂，1到3、4端口以及从2到3、4端口都是功率平分而相位差90°。
图1设射频信号和本振分别从隔离臂1、2端口加入时，初相位都是0°，考虑到传输相同的路径不影响相对相位关系。
通过定向耦合器，加到D1，D2上的信号和本振电压分别为： D1上电压)2cos(1πω-=t V v s s s 1-1)cos(1πω-=t V v L L L 1-2D2上电压)cos(2t V v s s s ω= 1-3)2cos(2πω+=t V v L L L 1-4可见，信号和本振都分别以2π相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为2π型平衡混频器。
由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相位差，可以得到D1中混频电流为：∑∑∞-∞=∞-+-=m n L s m n t jn t jm I t i ,,1)]()2(exp[)(πωπω同样，D2式中的混频器的电流为：∑∑∞-∞=∞++=m n L s m n t jn t jm I t i ,,2)]2()(exp[)(πωω当1,1±=±=n m 时，利用1,11,1-++-=I I 的关系，可以求出中频电流为：]2)cos[(41,1πωω+-=+-t I i L s IF1.2主要的技术指标有：1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数)；2、变频增益，中频输出和射频输入的比较；3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围；4、双频三阶交调与线性度；5、工作频率；6、隔离度；7、本振功率与工作点。
1.3设计目标：射频：3.6 GHz，本振：3.8 GHz，噪音：<15。
2.具体设计过程2.2 3dB定向耦合器设计结果如下图所示输出端口间的相位差同样的办法可以看到输出端口的相位差、输入端口的隔离度、输入端口的回波损耗等。
利用ADS设计VCO的实例
管子的选取
设计的振荡器采用HP 公司生产的AT41411 设计的振荡器采用HP 公司生产的AT41411 硅双 极管[12]，变容二极管选MV1404。 极管[12]，变容二极管选MV1404。 AT41411的主要指标有： AT41411的主要指标有： 低噪音特性：1GHz噪音系数是1.4dB，2GHz噪 低噪音特性：1GHz噪音系数是1.4dB，2GHz噪 音系数是1.8dB； 音系数是1.8dB； 高增益：1GHz时增益为18dB，2GHz时增益为 高增益：1GHz时增益为18dB，2GHz时增益为 13dB； 13dB； 截止频率：7GHz，有足够宽的频带； 截止频率：7GHz，有足够宽的频带； 1.8GHz时最佳噪音特性：Vce＝8V，Ic＝10mA； 1.8GHz时最佳噪音特性：Vce＝8V，Ic＝10mA；
按Eqn编辑公式： Eqn编辑公式： 这表示要对“Vout”在“Marker”m3，m4之间进 这表示要对“Vout”在“Marker”m3，m4之间进 行一个频率变换，这样出来的“Spectrum”就是 行一个频率变换，这样出来的“Spectrum”就是 m3和m4之间的频谱。 m3和m4之间的频谱。
同时原理图设计窗口打开
VCO的设计 VCO的设计
设计振荡器这种有源器件，第一步要做的就是管 子的选取，设计前必须根据自己的指标确定管子 的参数 ，选好三极管和变容二极管；第二步是根 据三极管的最佳噪音特性确定直流偏置电路的偏 置电阻；第三步是确定变容二极管的VC特性，先 置电阻；第三步是确定变容二极管的VC特性，先 由指标（设计的振荡器频率）确定可变电容的值， 然后根据VC曲线确定二极管两端直流电压；第四 然后根据VC曲线确定二极管两端直流电压；第四 步是进行谐波仿真，分析相位噪音，生成压控曲 线，观察设计的振荡器的压控线性度。
ADS设计范例
◇双击 ，并修改属性，要求单点扫描频率点2.3GHz，并计算“Z参数”
◇双击 ，并修改属性，要求扫描变量“Vbias” ，选择Simulatuion1“SP1”
◇按“F7”进行电路仿真。
◇在“Date Display”按 ，并在对话框里编辑公式为：
◇按 ，并单击“advance”选项，把“C_Varactor”输入对话框里面，点击“确定”就可以显示如图16所示的曲线。
直流偏置：Vce＝8V；Ic＝10 mA
封装形式：STO143
因为该振荡器工作的频率有2GHz这么高，这个时候晶体管之间的结电容和封装管子引入的引线电感和分布电容就必须要考虑了。图6是双极性硅管的高频信号模型，具体的典型参数值在后表。图7是考虑了封装后的双极性硅管的高频信号模型，具体的典型参数值也见后表。由于这些参数HP公司是没有提供的，只提供了S参数，所以我们不能用这种小信号模型来做仿真，只能利用这些小信号模型来估算振荡器其他部件的参数值。HP_AT41411在ADS的器件库里面带有，可以直接使用。
图20 m1，m2之间的频谱
5.5
◇新建一个电路原理图或者就在“Transient仿真电路图”里面，把电路原理图改为如下图21所示的电路图
图21谐波平衡仿真的电路图
这和瞬时仿真唯一不同的就是多加入了一个“OscPort”器件在反馈网络和谐振网络之间，这是谐波平衡法仿真相位噪音的需要，具体的情况可以参考ADS的帮助文档，查找“OscPort”就可以看到很具体的帮助信息。其中“OscPort”是在类“Simulation-HB”里面。
0.99
表1 硅双极管管芯等效电路元件典型值
符号
元件名
典型值
C1、C2
ADS2011版图优化设计实例
ADS2011版图优化——以Diplexer设计为例高峰3100101290ADS2011版图中没有直接优化的功能，不能像2006一样直接在版图中定义参数，针对版图参数进行优化，它需要在版图中定义参数后，生成原理图原件（Symbol），然后在原理图中对生成元件的参数进行优化，最后在由优化好的原理图重新生成原理图才能够完成优化目标。
下面以频分2.4G 双工器为例具体说明ADS的优化过程。
1.双工器设计指标：与参考文献，“A compact Diplexer Using Square Open Loop with Stepped Impedance Resonators”中的指标相同。
2.画版图：(1) 在ADS2011中新建Workspace，按照向导执行操作，在技术选择界面选择0.0001mm技术，以方便画图，如下：(2) 新建Layout 版图，画好带通滤波器单元（双工器由两个带通滤波器构成）：使用，进行图形的绘制，注意应将图像画在cond层上。
对于参考文献中不能确定的参数，课先大致估计，后期可以再优化。
在画图过程中，需要将跳转栅格改到小才能画出变化0.05mm的长度，在Option-Preference菜单中修改，如下图：电路图中的各尺寸参数在文献中大多有，没有的可用尺子量得大致值。
画好后得到如下图的电路：点击进行仿真设置以进行初次仿真，如下图：Substrate 与ports为黄色感叹号，表示还未设置。
点击substrate,然后点击New按钮，新建基质文件，如下图：上图中，顶层微带线与底层地面的材料均选用铜，厚度设置为0.2mm，中间介质采用默认的Alumina(氧化铝)，厚度设置为3mm。
这些参数由于文献中未提到，只能先设置为猜想的合适值，在后面仿真后手动修改，比较仿真结果找到比较合适的结果（基质参数无法优化）。
返回到版图界面用设置好端口后，再对仿真频率进行设置，将频率设置为1.4~2.6Ghz。
电子电路设计(ADS)实验报告
电子电路设计实验（一）实验报告一、实验名称：低通滤波器的设计二、低通滤波器的作用及组成：低通滤波器就是让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。
低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。
三、仿真原理图：四、仿真过程：1、建立工程，编辑工程文件。
选择电容、电感、电阻、接地和Simulation-S_Param 元器件，放置在合适的位置，用导线连接各元件（详见仿真电路图）。
2、设置S参数控件参数。
双击S参数控件，打开参数设置窗口，将“Step-size”设置为0.5GHz，在【display】选项卡勾选需要显示的参量，单击OK,保存退出。
3、显示仿真数据。
执行菜单命令【Simulate】/【Simulate】，开始仿真，显示相关的状态信息。
选择矩形图图标以方块图显示数据，选择S（2,1）参数，显示低通滤波器的响应曲线。
执行菜单命令【Marker】/【New】，将三角标志放置到仿真曲线上。
4、保存数据窗口。
5、调整滤波器电路。
调整原理图显示方式，使其与当前窗口的大小相适应，单击调谐图标，选中L1和C2，在数据窗口调节L1和C2的值，在调节过程中，单击“Update Schematic”按钮更新原理图中相应元件的参数值。
在调整到仿真曲线达到技术指标后，保存参数退出。
五、仿真结果：六、实验总结：通过本次实验，我初步掌握了ADS2009仿真软件的使用方法，并按要求使用该软件设计了一个低通滤波器，而且仿真成功，得到了理想的实验数据。
在实验操作过程中，我逐渐熟悉了ADS20009仿真软件的各项功能，并且能够熟练操作，这为将来使用该仿真软件打下了基础。
电子电路设计实验（二）实验报告1、 实验名称：直流仿真2、直流仿真介绍：直流仿真用于测试所设计电路的直流工作点特性，可以检测电路的拓扑结构、功耗等。
对于交流仿真和S参数仿真，直流仿真用于确定非线性元件的线性模型。
ADS实验报告
射频微波EDA课程报告学院：班级：姓名：学号：指导老师：2015年5月一、本课设学习目的通过射频微波EDA课程设计的学习，在学习EDA仿真软件ADS使用方法的基础上，掌握最基本的射频无源/有源电路的工作原理与系统仿真设计。
加深对于EDA的理解，并将理论与实践相结合，用实践证明理论，更深入掌握EDA。
二、本课设报告内容（一）、利用ADS进行放大器匹配电路设计。
要求：1）使用晶体管为bjt_pkg （参数beta=50），2）中心频率为1900MHz，对应的S21>30dB，S11和S22<-30dB。
1）相关电路原理简介：（一）1.导入ac_vcc.dns，按照书本所示更改电路图，添加终端负载等元件，写入改变终端阻抗的方程：2）必要的设计参数、步骤、仿真电路图2.开始仿真，引入S21的矩形图，并插入标志，得到如下：3.运行仿真，输出portZ （2）数据列表，可以看出，当频率大于等于400MHz 时，负载阻抗为35欧：4.在数据显示窗中计算感抗，容抗值：（3）插入列表，显示电感值和感抗范围:freq100.0 M Hz200.0 M Hz 300.0 M Hz 400.0 M Hz 500.0 M Hz 600.0 M Hz 700.0 M Hz 800.0 M Hz 900.0 M Hz 1.000 GHz 1.100 GHz 1.200 GHz 1.300 GHz 1.400 GHz 1.500 GHz 1.600 GHz 1.700 GHz 1.800 GHz 1.900 GHz 2.000 GHz 2.100 GHz 2.200 GHz 2.300 GHz 2.400 GHz 2.500 GHz 2.600 GHz 2.700 GHz2.800 GHz2.900 GHz3.000 GHz 3.100 GHz 3.200 GHz 3.300 GHz 3.400 GHz 3.500 GHz 3.600 GHz 3.700 GHzPortZ(2)50.000 / 0.000 50.000 / 0.000 50.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000(二)1.代入L 和C 的计算值并仿真，电路图如下：2.在数据显示窗口显示，对传输参数S12和S21，和反射参数s11和S22仿真数据绘图并做标志，如下图所示：freq, GHzd B (S (2,2))d B (S (1,1))d B (S (2,1))m3freq=dB(S(1,1))=-1.8271.900GHz（三）匹配电路设计：1.启动史密斯原图工具，由上可知ZL 阻抗值为419627-j*154419，设置完成后，并联相应的电容和电感，使之达到匹配点：2.频率范围为0~3.8GHz 时，S11参数曲线如下图所示：freq (100.0MHz to 4.000GHz)S (1,1)S (2,2)m4freq=S(1,1)=0.810 / -4.472impedance = Z0 * (8.393 - j3.088)1.900GHzfreq (100.0MHz to 4.000GHz)S (1,1)S (2,2)m4freq=S(1,1)=0.810 / -4.472impedance = 419.627 - j154.4191.900GHz3.完成匹配之后，单击史密斯控件，并单击按钮，进入子电路，如下图所示：4.将史密斯控件直接进入电路输入端，如图所示：5.进行仿真，添加S11，S21，S22数据显示，输入端已经达到匹配，但输出端没有匹配：0.51.01.50.0freq, GHz d B (S (2,2))d B (S (1,1))d B (S (2,1))m3freq=dB(S(1,1))=-34.4241.900GHz（四）输出端阻抗匹配：1.引入S11和S22的史密斯圆图，并在1900MHz 处插入标志，如图所示;2.通过史密斯圆图可得知S22的实际阻抗值，输入并进行阻抗匹配，可得如下结果：3.将史密斯控件插入电路并仿真得出如下结果：freq (100.0MHz to 4.000GHz)S (1,1)S (2,2)m4freq=S(1,1)=0.019 / -84.736impedance = 50.139 - j1.8981.900GHzm5freq=S(2,2)=0.955 / -3.341impedance = Z0 * (16.721 - j20.985)1.900GHz0.51.01.50.0freq, GHz d B (S (2,2))d B (S (1,1))d B (S (2,1))m3freq=dB(S(1,1))=-11.3171.900GHz由图可看出，尽管S22达到了指标要求，但S11,没有达到要求。
《2024年基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》范文
《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言随着无线通信技术的不断发展，射频功率放大器（RF Power Amplifier, RFPA）作为无线通信系统中的关键组件，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，设计一款高性能的射频功率放大器显得尤为重要。
本文将介绍基于ADS（Advanced Design System）软件的射频功率放大器设计与仿真过程，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、设计目标与要求在设计射频功率放大器时，我们需要明确设计目标与要求。
主要包括以下几个方面：1. 工作频率范围：根据应用需求，确定射频功率放大器的工作频率范围。
2. 输出功率：根据系统需求，设定射频功率放大器的输出功率。
3. 效率：在保证输出功率的同时，尽量提高射频功率放大器的效率。
4. 线性度：确保在各种工作条件下，射频功率放大器的输出信号保持较好的线性度。
三、设计原理与方案根据设计目标与要求，我们采用合适的拓扑结构与器件，制定出具体的射频功率放大器设计方案。
设计方案主要包括以下几个方面：1. 拓扑结构选择：根据应用需求，选择合适的功率放大器拓扑结构，如AB类、BC类等。
2. 器件选择：选择具有较低噪声系数、高功率附加效率（PAE）和良好线性度的器件。
3. 电路设计：根据拓扑结构和器件特性，设计出合理的电路结构，包括输入匹配电路、输出匹配电路、偏置电路等。
四、ADS仿真与优化在确定了设计方案后，我们使用ADS软件进行仿真与优化。
ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件，可以用于射频电路的设计、仿真与优化。
在ADS中，我们可以建立射频功率放大器的仿真模型，通过调整电路参数，优化性能指标。
仿真与优化的主要步骤包括：1. 建立仿真模型：根据设计方案，在ADS中建立射频功率放大器的仿真模型。
2. 参数设置：设置仿真参数，如工作频率范围、输出功率等。
3. 仿真分析：对仿真模型进行仿真分析，得到射频功率放大器的性能指标。
ADS仿真实验报告
ADS仿真实验报告电磁场与微波实验报告ADS仿真实验⽬的1.熟悉ADS软件的基本操作；2.掌握微带线的基本原理；3.掌握微带线基本元件和匹配电路的设计。
微带线⼯作原理微带线是当前⼴泛应⽤的微波传输线，其结构如图5-1所⽰，它的⼯作模式是准TEM 模。
微带线的基本参数有：●宽⾼⽐W/h =0.1~5●有效介电常数εe =(0.5~0.8)εr ●特性阻抗Z c ●微带线中的波长λg =0e =e●微带线中的相速νp =e微带电路的基本元件特性是：●微带终端短路线段的特性：Z =jZ c tan 2πλgl●微带终端开路线段的特性：Z =?jZ c tan2πλgl●微带电路接地：通常采⽤打沉铜孔的⽅式，使上层的⾦属与下层的地板相连。
微波电路中各接地点就近接地，通过⼀段线再接地和直接接地效果是不同的。
实验内容1. 计算微带线的参数2. 开路/短路微带线的元件特性仿真3. 设计匹配电路实验步骤1. 计算微带线的基本参数计算结果r图1 微带线基本参数由图知，当微带线特性阻抗⼤⼩为50Ω，电长度为1/4波长时，计算所得的微带线的线宽和线长分别为1.917410mm和13.853500mm。
2.开路线/短路线的元件仿真特性：计算f=3 GHz时，特性阻抗为75 Ω的不同长度的微带线的特性。
计算特性阻抗为75 Ω，电长度为1/4波长的微带线的线宽和线长，步骤同上，计算所得的微带线的线宽和线长分别为0.878198mm和14.3300mm。
原理电路和仿真结果图2 元件特性仿真电路图图3 开路微带线和短路微带线阻抗特性仿真结果对于开路微带线长度为14.30mm（1/4波长）、8mm（⼩于1/4波长）、20mm （⼤于1/4波长）的微带线其对应的输⼊阻抗分别Z0*0.011（约为0）、Z0*(-j1.162)、Z0*j1.169，分别等效于串联谐振（短路）、电容、电感。
对于短路微带线长度为14.30mm（1/4波长）、8mm（⼩于1/4波长）、20mm（⼤于1/4波长）的微带线其对应的输⼊阻抗分别Z0*62.788（约为∞）、Z0*(j1.814)、Z0*(-j2.098)，分别等效于并联谐振（开路）、电感、电容。
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应用ADS软件设计低噪声放大器
摘要：简单介绍了应用ADS软件设计一种低噪声放大器的过程，给出了仿真结果。
Abstract：Introduce the design process of a kind of low noise amplifier with ADS software, and give out the simulative result.
关键词：ADS 低噪声放大器噪声系数三阶交截点
Key words: ADS LNA NF IP3
ADS（Agilent Design System）是安捷伦公司的一个高级的电路设计软件，它可以完成微波射频的设计、优化以及DSP的设计，是实际工作中倍受推崇的微波射频设计软件，当然其它如MWOFFICE、GENESYS、ANSOFT等也是常用的微波射频设计仿真软件。
一、设计方案要求
为保证低噪声放大器的技术指标，首先要根据频率以及增益的要求来选择好低噪声放大管，在此以Agilent的Phemt管ATF-54143为例来介绍设计过程，该器件在通讯频段具有低的噪声系数(Nf)以及较高三阶交截点(IP3)，而ATF-54143在f=900MHz，Vds=3V Ids=60mA时关键指标是：
Nf =0.3 dB Ga=23.4 dB OIP3=35.3 dBm P1dB=18.4 dBm
通常低噪声放大器中只用一级低噪声放大管并不能保证系统增益的要求，一般在其后还要其它放大管来提高低噪声放大器的增益和输出功率1dB压缩点（P1dB），因此必须考虑后几级放大管对整个放大器噪声系数的影响。
此外，一般要求通讯系统中低噪声放大器的输入输出驻波比小于1.5，而较低的噪声系数将造成输入驻波不能满足要求。
要保证输入驻波指标，可采用双平衡放大或在低噪声放大管前加隔离器，或采取牺牲一点噪声系数做低噪声放大管的匹配电路。
由于采用双平衡放大电路需要两个低噪声放大管，从而使电路变复杂，因此本设计采用加隔离器方案改善输入驻波，对隔离器的要求是具有很小的插入损耗（通常普通隔离器的插入损耗在此频段为0.3dB可满足要求）。
二、设计过程
针对方案要求，以下简要介绍采用单管方案进行设计和仿真的过程。
1、原理图设计
我们参考Agilent的器件资料（ATF-54143）来完成低噪声放大管的原理图设计，首先应在ADS软件中进行原理图的编辑，如图１所示。
在设计中需注意以下几点：
（1）微带线的设计：微带线在相应频率上必须等效50 ，对于图中所用的PCB材料，常取微带传输线的宽度为1.9mm。
（2）元器件的取值：因为是在高频段内，我们必须考虑到每个元件，如电感、电容，并不能等效为理想器件，还应该考虑其它因数（如Ｑ值、引线、管脚等）。
在这里为方便说明均使用了理想化的电感、电容及电阻。
（3）相关器件可从ADS的元件库中调出，而ATF-54143的ADS模型可从Agilent 的网站上下载，不需要自己去做该元件。
（4）为了对电路进行S参数设计仿真，需给出相应的扫描频率范围S-PARAMETRS （本设计为100MHz~1500MHz）。
（5）印制板材料的参数MSUB：板厚１毫米，Er为4.3的普通PCB板。
图1
2、原理图仿真
完成电路原理图的设计后，可利用ADS软件进行电路仿真，选择菜单（Simulate）或快捷键（齿轮形状的按键）。
在仿真过程中若软件没有错误报告，会自动对该电路进行仿真。
3、仿真结果输出
仿真完成后，软件会产生一个输出结果空表格。
在此表格中我们插入S21（dB）和Nfmin.并在图中加上相应的标记，就可以得出相应频率的增益和噪声系数。
在900MHz 时的增益为20.369dB，而噪声系数为0.518，达到设计要求。
4、电路的优化设计
为了对电路进行优化，需对元器件的取值进行调整。
我们对电感、电容的取值改为一个变量，在图１中我们可以看见一些元件值的后面都给出相应的优化的变化范围。
另外在图１中针对放大管的增益S21的优化，加入了优化方式（OPTION）和优化目标（GOAL）的控件。
完成上述设置后，再进行仿真和结果输出，可得到较佳的元器件取值。
通过对各个元件值的调整，我们可以更加清楚的理解各个元件值的改变对低噪声放大管的增益及噪声系数的影响。
以上简单说明了如何用ADS来进行一个低噪声放大器的设计和优化过程，最后还
需经过实际的制作过程来验证该仿真结果。
图2
参考文献：
1“AGILENT ATF-54143 LOW NOISE ENHANCEMENT MODE PSEUDOMORPHIC HEMT IN A SURFACE MOUNT PLASTIC PACKAGE”
DATA SHEET
2Advance Design System
3作者微波集成电路版本出版地出版者出版年
4“LOW NOISE AMPLIFIER FOR 900MHz USING THE AGILENT ATF-34143
LOW NOISE PHEMT“APPLICATION NOTE 1190。