射频电路实验报告.docx

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1、射频电路实验报告学院:信息学部班级:姓名:于书伟学号:指导老师:金冬月时间:2018年6月目录实验一低通滤波器设计31.实验目的32.实验原理33.实验内容3实验二、偏置电路和匹配电路设计训练51.实验目的52.实验原理53.实验内容5实验三、低噪声放大器设计训练141.实验目的142.实验原理143.实验内容14心得体会16实验一低通滤波器设计1.实验目的设计一款应用于2.4GHz的低通滤波器，该低通滤波器的主要性能指标包括：在低频通带的插入损耗（S21）大于-1dB；-3dB截止频率小于3GHz；在低频通带的输入反射系数（S11）小于-10dB

2、。给出该低通滤波器中各元件值及S参数频响曲线。2.实验原理低通滤波(Low-passfilter)是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序（目的）而改变。它有的时候也被叫做高频去除过滤（high-cutfilter）或者最高去除过滤（treble-cutfilter)。低通过滤是高通过滤的对立。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。3.实验内容(1)原理图设计按照实验要求在ADS上添加电容元件C1、C2，

3、电感元件L1、L2,在元件模型下拉框中选择Simulation-S_Param，将模拟控制器和端口添加到原理图中，并对它们进行连接，如图1-6所示。双击S参数控件，将Start设置为0、Stop设置为5、Step-size设置为0.1，单击ok完成设置。搭建原理图如图1-1所示。图1-1低通滤波器电路图（2）模拟仿真单击【Simulate】/【Simulate】进行仿真，弹出数据显示窗口，选择要显示的S(2,1)参数S(1,1)参数，并在原理图中单击电容、电感元件，改变电感值与电容值的最大值与最小值，上下滑动调节滑块，观察数据显示窗口中S21，S1

4、1曲线的变化。最终得到满足要求的电路。仿真结果如下：图1-2仿真参数设置图1-3仿真结果可以看出在低频通带的插入损耗dB(S(2,1))=-0.062dB>-1dB，-3dB截止频率为2.7GHz<3GHz；在低频通带的输入反射系数dB(S(1,1))=-18.500<-10dB。满足实验要求。实验二、偏置电路和匹配电路设计训练1.实验目的请为编号为pb_hp_AT32033_的晶体管设计偏置电路和匹配电路，使得S11、S22均小于-40dB，并给出具体的偏置电路和匹配电路及S参数频响曲线。2.实验原理偏置电路晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号

5、电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位（可根据计算获得）。这些外部电路就称为偏置电路。阻抗匹配（impedancematching）信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态，简称为阻抗匹配。3.实验内容（1）晶体管直流工作点扫描新建以BJT_curve_tracer为原理图的模板，并插入晶体管pb_hp_AT32033_199

6、50105，添加元件，连线后得到下图所示电路：图2-1电路原理图接下来进行仿真，仿真完成后弹出数据显示窗口。在数据显示窗口中可以看出设计模板已经预先设置好了静态工作点，并可以显示出在静态工作点时器件的集电极电流、基极电流、集电极-发射极电压以及静态功耗，如图2-2所示。同时，为了在保证一定增益的情况下，使得BJT的噪声系数较小，我们选取静态工作点为：基极电流IB为50μA，集电极电流IC为5mA，集电极-发射极电压Vce为2.7V。图2-2完成仿真的数据显示窗口再次新建原理图，类似的，插入元件模型pb_hp_AT41511_；添加各种元件后，将他们

7、放置于电路图设计窗口中，设置得到电路图如图2-3所示：图2-3连接完成的电路图进行仿真，选择要显示的IB.i参数，得到BJT的基极电流随基极电压的变化曲线。选择当基极电流IB约为50μA的点，以获取对应的基极-发射极电压Vbe（约为0.81V），如图2-4所示。图2-4基极电流随基极电压的变化曲线再次新建原理图，添加元件并连线如图所示其中，Vdc设置为5V，R1=（Vdc-Vce）/（基极电流+集电极电流）=（5V-2.7V）/（5mA+50μA）≈455Ω；R2=（Vce-Vbe）/IB=（2.7V-0.8V）/50μA≈38KΩ。图2-5偏置电

8、路的搭建进行仿真，关闭弹出的窗口，回到电路图设计窗口，得到电路各节点的电压与电流如图2-6所示。图2-9电路各个节点的电压