ADS简单的链路计算仿真

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了ADS简单的链路计算仿真相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

演示一个简单的系统链路预算

系统包括:射频输入端口、第一级滤波器、LNA、混频器、第二级滤波器、中频放大器、中频信号输出。利用ADS进行系统的链路预算可以快速得到设计系统的链路参数。

一、基础知识

一、噪声

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二、灵敏度

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三、线性度

(一)1dB增益压缩点(P1dB)

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(二)三阶交截点(IP3)

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四、动态范围

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二、链路预算仿真

一、输入端

设置好射频输入功率和频率,还有温度。
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二、第一级滤波器

选择一个带通滤波器里的巴特沃斯带通滤波器。
中心频率:RFfreq
滤波器通带带宽:20MHz
通带边沿定义为衰减(Apass):3dB
阻带带宽(BWstop):100MHz
阻带的起始边沿为衰减::20dB
阶数:N=5
插入损耗(IL):2dB
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三、第一放大器

第一级放大器一般采用低噪声放大器,该噪声对整个系统的噪声影响很大。
第一级放大器用于将接受的微弱信号进行放大,便于与后面进行混频。
增益:15dB
设置表征非线性的参数基于输入端
TOI级IIP3:5dBm
GainCompPower:-10dBm,基于输入端
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四、本振及混频

本振频率:1800MHz
输出信号:下变频(中频信号)
转化增益:7dB
噪声系数:8dB
设置表征非线性的参数基于输入端,IIP3=0dbm

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五、第二级滤波器

第二级滤波器是为了滤除混频后因为交调产生的无用信号,起到信道选择的作用。
中心频率:RFfreq-LOfreq
滤波器通带带宽:20MHz
通带边沿定义为衰减(Apass):3dB
阻带带宽(BWstop):100MHz
阻带的起始边沿为衰减::20dB
阶数:N=5
插入损耗(IL):4dB

六、第二级放大器

第二级放大器是为了讲混频输出的中频信号进一步放大,以满足后续的解调芯片对输出信号的要求。噪声系数没多大要求,可用NF公式来分析得后级的噪声系数对整体噪声系数影响不大。且中频的增益可以做到很大。

增益:30dB
设置表征非线性的参数基于输入端
TOI级IIP3:6dBm
GainCompPower:-10dBm,基于输入端

七、Budget控制器设置

(一)控制器介绍

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(二)参数设置

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八、仿真计算

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三、验证仿真结果

一、Cmp_NF_dB 表示每个元器件的噪声系数

得:
插损IL=NF
BPF1 : 2dB
AMP1 : 2dB
MIX1 : 8dB
BPF2 : 4dB
AMP2 : 2dB

二、Cmp_S21_dB 表示每个元器件的S21

正数代表增益,负数代表插损

三、Cmp_outTOI_dBm 表示每个元器件基于输出端的TOI(OIP3)

原理图中设置的TOI是基于输入端而言的,即IIP3,则OIP3=IIP3+S21

例如:AMP1的IIP3是5dBm,S21为15dB,所以OIP3=5dBm+15dB=20dBm

对于线性元器件,如BPF,其TOI自动设置成一个极大值1000dBm。

四、NF_Refln_Nolmage_dB 表示从系数输入到元器件输出的噪声系数

可以计算一下AMP2的输出噪声系数:
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(有一处错误。最后一项应该是(F5-1)/(G1G2G3G4))

五、OutNPwrTotal_dBm表示从系统输入到元器件输出的带宽内的噪声功率总和

由公式:
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可以计算一下AMP1的输出噪声功率:
N0

六、OutPwr_dBm表示系统输入到元器件输出的信号功率

原理图输入端口信号功率为-30dBm,经过BPF的2dB插损后变为-32dBm,再通过AMP1的15dB增益后变为-17dBm。

七、OutPGain_dB表示从系统输入到元器件输出总的增益之和

也就是所有的S21之和。

八、OutSNR_Total_dB表示从系统输入到元器件输出的信噪比

是OutPwr_dBm与OutNPwrTotal_dBm之差

九、OutTO1_dBm表示从系统输入到元器件输出的TOI(三阶交截点)

这里默认TOI的值基于元器件输出,即OIP3

例如我们这里求一下MIX1的OIP3。
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ADS仿真书上的结果可能有点错误,读者可以自行参考。

十、OutP1dB_dBm表示基于输出的1dB增益压缩点

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十一、OutSFDR_Total_dB表示基于输出的无寄生动态范围。

四、系统的性能参数仿真结果

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以上是关于ADS简单的链路计算仿真的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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