915MHz射频收发系统的ADS设计与仿真
一种915MHz零中频接收电路设计

根据上述参数设计仿真模型图如图 2 。
图 2 本 方 案 仿 真 模 型 图
1 2 改 进 方 案 .
12 1 直 流漂 移解决 方案 ..
本方案拟设第一本振和第二本振 , 利用倍频器建立两本振 问关联 , 继而根据镜频抑制原理 , 大幅增 加镜频干扰信号与射频信号间距 , 从而达到节省镜频抑制滤波器 , 简化中频信道选择 , 大幅降低直流漂 移 影响 的 目的 。 与零 中频接收电路典型结构相 比, 本方案设 L L O 和 O 两个本振 ,O 设 于射频信号频率 2 3 , L /处 第 二 中频 直接 变频 为 0 故第 二本 振频 率 =第一 中频频 率 。综 上有第 二本 振频率 =(/ )x第 一本 振频 , 12
隔离放大器、 混频器 、 低通滤波器 、 度功分器 、 0 9 0度功分器等元器件各项参数 ; () 3 综合运用矢量网络分析仪、 噪声分析仪 、 频谱仪等测量仪器及模拟软件检测改进后直流漂移、 本振 泄露 和低频 噪声 状况 , 以分 析改进 是否 达 到预期 效果 ; () 4 通过模拟载波信号的时域波形和频谱波形 , 检验本方案系统仿真效果。
1 1 拓扑 结构及 仿 真模型 图 .
收 稿 日期 :2 1 0 l—l O一3 l
基金项 目:安庆师范学院青 年科研基金 ( J 10 ) K2 11 资助 。 0 作者简 介:王鹏 , , 男 安徽潜 山人 , 安庆师范学院物理与电气工程学 院讲师 , 硕士 , 研究方向为应用 电子技术 。
率 或第 二本 振频率 =2×第一 本振频 率 , 只需 二倍频 于第 一本 振 , 需再 增加 一个信 号 发生 电路 。 无
由上可算出本方案 中第一本振频率 F .=(/ )x 1 H ∞ 23 5M z=60M z故第一中频频率 F = 9 1 H , (/ )x95MH 13 1 z=3 5M z又第二中频频率 Fn =0M z故第二本振频率 F0 0 H 。 I H, L 1=(/ )×Fo 12 L 1=
基于SI4432的915MHz射频读卡器设计

模块 、 口通 信模 块 、 示模块 和天线模块组 成。读卡 器辐射 串 警
的 高频 载 波 使 进 入 天 线 市 场 范 围 内 的 电子 标 签 从 辐 射 的 能 量
《 装备制造技术}00年第 6 21 期
基 于 SI4 2的 9 MH 43 1 5 z射 频 读 卡 器 设 计
姜
( 广西大学
摘
龙 , 国进 , 李 陈润 设
电气 与工程学 院, 广西 南 宁 5 0 0 ) 3 0 4
要 : Fecl公 司的 单片机 MC9 1 XS2 用 rea e S 2 18为控制核 心 , Sio L b 公 司的 S4 3 以 icn a s l I4 2芯 片设计制 作模 块做 射 频收发 器 , 并给 出
MC U模块选 用 Fecl 公 司的单片 机 MC S 2X 18 单 rea e 9 1 2 , S 片机 具有 6 4—2 6 B嵌入 式 闪存 , 5k 带纠 错码 ( C 功能 , E C) 4 1k 2 B的 R M, 达 4~8 B的 dt f s , 子上 集成 了 E C A 高 k a - ah 片 al C
遥测 、 门禁 系统 、 身份 识别 、 非接 触 R F智 能 卡 、 线 4 52 2 无 8 /3 数 据通信 、 全防火等领域 。 安
高频功率放 大器 、低 噪声放大器 、 Q转换 混频器 、基 带滤波 U
器、 放大器 等所需要 去 R F功能模 块 , 外部 仅仅需要 一块 晶振
模 块 、一 个 穿 行 外 设 接 口 S I 块 、 外 部 事 件 触 发 中断 输 P模 4路 入 端 口等 外 围 接 口 , 得 电 路 设 计 简 单 、 干 扰 能 力 强 。通 过 使 抗
《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, 简称PA)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。
本文将介绍一种基于ADS(Advanced Design System)的射频功率放大器设计与仿真方法,以期为相关领域的研究人员和工程师提供一定的参考。
二、设计原理与方案1. 设计原理射频功率放大器的主要功能是将低功率的射频信号放大到适合传输的功率水平。
设计过程中需考虑的主要因素包括放大器的增益、效率、线性度以及稳定性等。
基于ADS的设计方法主要利用ADS软件进行电路仿真,通过优化电路参数,以达到设计目标。
2. 设计方案本文提出的设计方案主要包括以下几个步骤:(1)确定设计指标:根据系统需求,确定射频功率放大器的设计指标,如工作频率、增益、输出功率、效率等。
(2)选择器件:根据设计指标,选择合适的晶体管、电容、电感等器件。
(3)电路设计:利用ADS软件进行电路仿真,通过优化电路参数,以达到设计目标。
(4)仿真验证:对设计好的电路进行仿真验证,检查是否满足设计指标。
三、基于ADS的仿真过程1. 建立模型:在ADS软件中,根据选定的器件建立电路模型。
2. 参数设置:设置仿真参数,如工作频率、输入功率、负载阻抗等。
3. 仿真分析:进行电路仿真,分析放大器的增益、效率、线性度等性能指标。
4. 优化设计:根据仿真结果,对电路参数进行优化,以提高放大器的性能。
四、仿真结果与分析经过仿真验证,本文设计的射频功率放大器在以下几个方面表现出色:1. 增益:放大器的增益达到了设计要求,且在工作频率范围内保持稳定。
2. 效率:放大器的效率较高,达到了预期目标,有效提高了能量的利用率。
3. 线性度:放大器的线性度良好,输出信号失真较小,满足系统需求。
4. 稳定性:放大器在工作过程中表现出良好的稳定性,没有出现自激振荡等问题。
ADS射频电路课程设计——混频器设计与仿真

混频器的设计与仿真设计题目:混频器的设计与仿真学生姓名: ____________________________学院: _______________________________专业: _______________________________指导老师: ____________________________学号: _______________________________ 期:2011年12月20 日•、射频电路与ADS既述 (3)1、............................................................... 射频电路概述32、................................................................... ADS既述3 1、混频器的设计. (7)1. 混频器的基本原理 (7)2、混频器的技术指标 (9)三、混频器的设计 (9)1、3 D B定向耦合器的设计.................................................. .9...…1.1、建立工程............................................................ 9.......1.2、搭建电路原理图 (10)1.3、设置微带线参数 (11)1.4、耦合器的S参数仿真 (12)2、............................................................. 完整混频器电路设计173、低通滤波器的设计 ................................................................... 2.错误!未定义书签四、混频器性能仿真 (23)1、....................................................... 混频器功能仿真231.1、仿真原理图的建立 (23)1.2功能仿真 (25)2、....................................................... 本振功率的选择273、混频器的三阶交调点分析 (28)3.1、三阶交调点的测量 (28)3.2、三阶交调点与本振功率的关系 (31)4、混频器的输入驻波比仿真 (31)五、设计总结 (33)一、射频电路与ADS既述1、射频电路概述射频是指超高频率的无线电波,对于工作频率较高的电路,人们经常称为“高频电路”或“射频(RF电路”或“微波电路”等等。
基于ADS物联网射频电路设计与仿真技术 (7)[48页]
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第五章 ADS通信系统仿真 第五章 ADS通信系统仿真
5.1:设计基础级通信系统 5.2:通信系统实例分析
第五章 ADS通信系统仿真
用元件搭建原理图电路的基本步骤如下。 (1)在原理图的元件面板列表上,选择 S 参数仿真 【Simulation-S_Param】项,元件面板上出现与 S 参数 仿真对应的元件图标。
(2)在 原 理 图 工 具 栏 中 单 击 按 钮 , 将 地 线 (GROUND)插入原理图,让负载终端 Term 1 接地。
(9)单击工具栏中的 按钮,将原理图中的放大器、 混频器、电压源、电阻和带通滤波器连接起来,连接方 式如图 5.2 所示。
第五章 ADS通信系统仿真
图 5.2 放大器、混频器、电压源、电阻和带通滤波器连接
第五章 ADS通信系统仿真
(10)在原理图的元件面板列表上,选择带通滤波器 【Filters-Lowpass】项,在带通滤波器元件面板上,选择 切比雪夫滤波器 Chbshv,插入原理图中。
第五章 ADS通信系统仿真
5.1 设计基础级通信系统
5.1.1 新建工程
1.创建项目
使用主视窗创建项目,这个项目的名称定为 system。创建项目的步骤如下。 ➢ 启动ADS软件,弹出主视窗。 ➢ 选择主视窗中的【File】菜单>【New Workspace】,
会弹出【New Workspace Wizard】对话框,在对话 框中单击【Next】,项目名称为MyWorkspace。 ➢ 单 击 【 New Workspace Wizard 】 对 话 框 中 的 【Finish】按钮,完成创建项目。
基于 ADS 的射频综合仿真实验的设计

基于 ADS 的射频综合仿真实验的设计张兰;岳显昌;唐瑞;黄世峰;秦斯奇【摘要】本文介绍的基于 ADS 的射频综合实验的设计思路,就是以设计一个特定的射频收发系统为目标,利用仿真软件的行为级功能模块完成系统的设计与建模,并对收发系统的噪声系数、增益和频率选择性等重要指标进行仿真,进而评估系统性能。
本文从实验原理分析和实验内容的设置两个方面对该仿真实验的设计进行讨论,旨在更好地培养学生射频系统综合设计能力,促进射频电路实践教学质量的全面提高。
%The comprehensive experimental of radio frequency(RF)circuit based on ADS,ask students to com-plete the design and model of RF transceiver system based on the behavior function module of simulation software and then assess the performance of the system from the important characteristics of the transmitter and receiver such asnoise,gain,frequency selectivity coefficient. This paper discusses on the design for a comprehensive experimen-tal of RF circuit based on ADS from experiment principle and experiment content. This experiment is helpful to cul-tivate the studentsˊ comprehensive ability of the RF system design and improve the teaching quality.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P84-86,93)【关键词】ADS;射频前端;仿真;实践教学【作者】张兰;岳显昌;唐瑞;黄世峰;秦斯奇【作者单位】武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院,湖北武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】TN7100 引言目前,高校开展的“射频电路实验”课程主要包括基于射频实训系统的以频谱仪为主要测量仪器的测量性实验项目和基于仿真软件的射频模块设计性实验项目,其中射频模块的设计性实验主要是利用ADS、MWO和HFSS等专业软件,进行对典型射频模块如滤波器、天线、功分器和放大器等进行设计、仿真、制作以及测量,从而掌握射频模块的开发流程,熟悉射频电路的制作工艺和测试方法[1-4]。
《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部件,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具有重要意义。
本文将介绍基于先进设计系统(Advanced Design System, ADS)的射频功率放大器设计与仿真的全过程。
二、射频功率放大器基本原理射频功率放大器是一种将低频信号调制为高频信号并进行放大的电子设备。
其基本原理是通过外部电源供电,使输入信号在器件内部产生谐振并实现放大。
射频功率放大器的性能指标主要包括增益、输出功率、效率、线性度等。
三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件,广泛应用于射频、微波电路的设计与仿真。
ADS提供了丰富的电路元件库、精确的仿真算法以及友好的操作界面,使得设计师能够快速、准确地完成电路设计与仿真。
四、射频功率放大器设计1. 确定设计指标:根据系统需求,确定射频功率放大器的增益、输出功率、效率、线性度等指标。
2. 选择器件:根据设计指标,选择合适的晶体管、电容、电感等器件。
3. 电路拓扑设计:根据器件特性,设计合理的电路拓扑结构,包括输入匹配网络、输出匹配网络、偏置电路等。
4. 仿真分析:利用ADS软件进行电路仿真,分析电路性能,包括增益、输出功率、效率、线性度等。
五、仿真结果与分析1. 增益仿真:通过仿真得到射频功率放大器的增益曲线,分析其频率特性及在不同频率下的增益变化情况。
2. 输出功率仿真:通过仿真得到射频功率放大器的输出功率曲线,分析其输出功率与效率的关系。
3. 效率仿真:通过仿真得到射频功率放大器的效率曲线,分析其在不同输出功率下的效率变化情况。
4. 线性度仿真:通过仿真分析射频功率放大器的线性度,包括谐波失真、交调失真等。
六、优化与改进根据仿真结果,对电路进行优化与改进,包括调整器件参数、改进电路拓扑结构等,以提高射频功率放大器的性能。
基于ADS物联网射频电路设计与仿真技术 (4)[90页]
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第七章 ADS通信系统综合实验
由图7.12可以得到如下数据。 (1)在中频放大器ANTI处,系统增益为8dB,这
是中频放大器的增益值。 (2)在混频器N1TX1处,系统增益为5dB,这是
因为混频器有-3MB增益。 (3)在射频滤波器BPF1处,系统增益为3.8dB,
这是因为射频滤波器1有1.2dB的插入衰减。 (4)在射频放大器ANIP2处,系统增益为23.8dB,
第七章 ADS通信系统综合实验
7.1.1 设计射频发射系统
1. 创建原理图 (1)启动ADS软件,弹出主视窗,同时弹出
【Advanced Design System】对话框,如图7.1所示
图7.1 【Advanced Design System】对话框
(2)在主视窗的文件浏览区为RF_System_wrk项目下 新建一个【New Schematic】对话框,将射频发射系 统的原理图命名为Transmitter。
第七章 ADS通信系统综合实验
第七章 ADS通信系统综合实验
物联网作为一种非常复杂、形式多样的系统技术 应用,与现代通信技术的快速发展有着密不可分的联 系。特别在无线通信系统中,近距无线通信技术与物 联网的联系更为紧密,目前使用较广泛的近距无线通 信技术都包含基本的通信电路系统,比如射频收发、 射频放大等等。本章将结合无线通信热点技术,利用 ADS软件进行系统综合实验的仿真,有助于读者对 相关热点理论知识有更深的理解。
图7.8 设置发射系统预算路径
图7.9 增益预算方程
第七章 ADS通信系统综合实验
在原理图的元件面板列表上,选择交流仿真【SimulationAC】项。在交流仿真元件面板上,选择功率增益预算控件 【BdGain】插入原理图中,设置其中的方程:
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中国集成电路设计ChinalntegratedCircult
20108http://www.cicmag.com(总第135期)
1引言近几年来,无线射频识别技术越来越受各国重视。随着供应链管理、集装箱、工业、科研和医药等行业对3m以上射频识别技术的需求不断增加,国内
外已经把研究的热点转向超高频段和微波频段。射频电路的设计主要围绕着低成本、低功耗、高集成度、高工作频率和轻重量等要求进行。本文对915MHz射频收发系统做了进一步的研究。ADS(AdvancedDesignSystem)软件是Agilent公司开发的,可以支持从模块到系统的设计,能够完
915MHz射频收发系统的ADS设计与仿真
李宝山,张香泽(内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010)
摘要:针对无线通信环境中的应用,使用ADS软件设计了一种915MHz射频收发系统。射频收发系统中的关键模块均根据实际的集成射频模块的参数设计。使用ADS软件对设计进行功率增益预算仿真、S参数仿真。仿真结果表明,设计的射频收发系统符合实际的无线通信环境的要求。关键词:ADS;915MHz收发系统;射频模块;增益
ADSDesignandSimulationof915MHzRFTransceiversystem
LIBao-shan,ZHANGXiang-ze(SchoolofInformationEngineering,InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology,Baotou014010,China)
Abstract:Thedesignandsimulationof915MHzRFTransceiversystemusingAdvancedDesignSystem(ADS)forwirelesscommunicationapplicationispresented.ThekeymodulesinRFsystemaredesignedbyusingtheparametersofactualintegratedRFmodules.SomesimulationshavebeendonebyusingADS,suchasBudgetsimulation,Sparametersimulation.ThesimulationresultsshowthatthisRFtransceiversystemwithrealwirelesscommunicationdemand.Keywords:ADS;915MHzRFTransceiversystem;RFmodule;gain
59中国集成电路ChinalntegratedCircult设计
2010·8·(总第135期)http://www.cicmag.com
成射频和微波电路设计、通信系统设计、射频集成电路设计和数字信号处理设计。该软件还可以完成时域和频域、数字和模拟、线性和非线性、电磁和数字信号处理等多种仿真。本文主要介绍了如何使用ADS设计收发系统,并在ADS的模拟和数字设计环境下进行一些仿真。2射频发射系统的设计与仿真射频发射系统最重要的指标是系统增益。根据分析选择,发射系统的各个模块分别采用以下器件:MicroDevices公司生产的PLL400-875作为射频信号的发生器。该器件的输出中心频率为915MHz。射频滤波器采用4DFA-915E-10,此芯片的中心频率是915MHz,通带带宽为±13dB,插入损失为2.2dB,波纹系数为1.0dB,最大波纹比为20。混频器采用Mini-circuits公司生产的ADE-12MH。ADE-12MH的本振和射频信号的输入频率范围是10-1200MHz,全波段转换损耗6.3dB。功率放大器选用Sirenza公司的SPA-2118,该芯片的功率为1W,工作范围是810MHz–960MHz。使用ADS软件创建射频发射系统的原理图,再在原理图中加入增益仿真控制器,就可以知道增益在系统各个部分的分配情况。用于仿真的发射系统的原理图如图1所示,仿真结果如图2所示。由图2可知,整个发射系统的增益为35.8dB,因为输入的信号为-10dBm,所以功率放大器输出的射频信号大小为25.8dBm。
3射频接收系统的设计与仿真射频接收系统的设计与仿真使用行为级功能模
图1用于仿真的发射系统原理图图2功率增益预算曲线60中国集成电路设计ChinalntegratedCircult
2010·8·http://www.cicmag.com(总第135期)
块实现,行为功能模块包括天线、带通滤波器、低噪声放大器、混频器、本振信号源、中频滤波器和中频放大器等。接收端在设计中要考虑增益、噪声系数、灵敏度等因素,比发射端的设计更为复杂。由于接收端包含很多有源器件,有源器件的非线性对整个接收系统会产生很大的影响,比如当只输入一个信号时会出现增益压缩,当输入两个以上的信号时会出现互相调制等。在本设计中,经过分析,混频器采用ADE-12MH。低噪声放大器采用两片AD8325分别对I,Q两路混频滤波后的信号进行放大,AD8325S通过编程控制放大器的数字接口,可以使增益0.75dB逐级变化,最后可以达到59.45dB。为了保证功放芯片能尽量将能集中在我们所需的频率上,在功放之前加入一个射频带通滤波器,这样频率较高和较低的噪声信号可以得以滤除,使得输入功放的信号比较纯净。射频滤波器采用4DFA-915E-10。在此设计中,还用到了Minicircuits公司的功率分配器SCN-27和90度移相功分器QCN-27。使用ADS对接收系统进行建模,如图3所示。由于各个模块的参数均为已知,通过计算可以得出系统总的噪声系数,三阶互调截点等。噪声系数定义为系统输入信噪功率比(SNR)i=Pi/Ni与输出信噪功率比(SNR)o=Po/No的比值,常用F表示。噪声系数表征了信号通过系统后,系统内部噪声造成信噪比恶化的程度。噪声系数常用NF(单位为dB)表示。根据噪声系数的级联式(1)可以计算出系统总的噪声系数,系统总的噪声系数就是从图3中的低噪声放大器向输出端方向看过去所表现出的噪声系数,也可以理解为当接收信号由低噪声放大器传输到输出端,接收端对信噪比的恶化程度。
F=F1+F2-1Gp1+F3-1Gp1Gp2+……(1)
接收机的一个很重要指标是灵敏度,它定义为:在给定的信噪比的条件下,接收机所能检测的最低输入信号电平。灵敏度与所要求的输出信号质量(即输出信噪比)有关,还与接收机本身的噪声大小有关。接收机的灵敏度可由下式(2)计算得出:Pin,min(dBm)=NRS(dBm/Hz)+NF(dB)+(SNR)o,min(dB)+10logB(2)
假设接收机输入端满足共轭匹配,由源内阻Rs产生的噪声输送给接收机的噪声功率为其额定输出,即:NRS=4KTaRs/4Rs=KTa。假设Ta=290K,则
NRS=-174dBm/Hz。所以灵敏度可表示为:Pin,min(dBm)=-174dBm/Hz+NF(dB)+(SNR)o,min(dB)+10logB
图3超外差式接收系统原理图电路61中国集成电路ChinalntegratedCircult设计
2010·8·(总第135期)http://www.cicmag.com
接收机所接收的信号强弱是变化的,通信系统的有效性取决于它的动态范围,即高性能的工作所能承受的信号变化范围。动态范围的下限是灵敏度,上限由最大可接受的信号失真决定。在本设计中考虑的是低噪声放大器的输入端的动态范围。动态范围可由下式(3)得到:DRf(dB)=13[2IIP3(dBm)+Ft(dB)-Ft(dB)+(SNR)o,min(dB)](3)利用ADS软件对接收端进行S参数仿真,该仿真可以用于测量各个器件的S参数等。在本仿真中,可以看成是当900~930MHz,以1MHz为步长的各个频率分量通过该接收端时,接收端对各个频率分量的增益或衰减大小的仿真。仿真结果如图4所示。由仿真结果可知在中心频率915MHz处,增益最大,为63.287dB。在标记maker2处,频率与标记maker1处相差12.21MHz,衰减相差14.698dB,符合技术指标。在标记maker3处,频率与标记maker1处相差12.06MHz,衰减相差13.080dB,符合技术指标。利用ADS软件对接收系统进行增益预算仿真,可以知道系统增益在系统各个部分中的分配情况。仿真结果如图6所示。由图3可以看到在射频带通滤波器BPF1处,系统增益为-1dB,这是因为射频带通滤波器有1dB的插入衰减。在射频放大器AMP1处,系统增益为20dB,这是射频放大器的21dB增益减去射频带通滤波器的1dB插入衰减,系统前端总共有20dB的增益。根据标记m7可知,在负载终端2系统增益为63.287dB。接收机输出的信号是射频频率与本振频率的差值以及它们的各次谐波和互调,各次谐波和互调通过中频滤波器时已经衰减,通过接收机的频域响应可以查看上述频率转换。在ADS软件中,谐波平衡仿真主要用于频域分析,采用谐波平衡仿真可以得到接收机的频域响应。仿真结果如图7所示。由图4可以看出,输入端口在915MHz时,信号为-39.999dBm,这与输入端口的的单频功率源输入功率一致。由图5可知,中频输出端口在70MHz时,信号为22.501dBm。
4结语图4S参数仿真结果
图5接收系统功率增益预算曲线62