使用安捷伦ADS助力功率放大器精确设计

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1、使用安捷伦ADS助力功率放大器精确设计EEsofEDA应用工程师谢成诚cheng-cheng_xie@agilent.comPage1日程安排•功放模型•功放匹配阻抗确定•具体匹配电路实现•电磁效应仿真•使用调制信号进行激励•高级功放设计Page2功放模型在能够获得厂商模型的前提下，功率放大器仿真可以获得和实测非常接近的结果。但目前能够获得的模型主要为民用频段的放大器管芯。Page3从功放厂商网站下载模型Page4使用模型进行功放仿真电路版图ADS仿真环境设置功放型号：6S19100功率:34W1st,

2、Sep2008Page5功放测试/仿真比对基本一致测试数据(Measurementresults)ADS仿真数据(Simresults)差异是因为滤波网络的电容具体位置不一致、板材加工精度、元器件误差、实际测试引入误差（半钢电缆的插损、SMA接头插损、接头和微带线的不匹配等）等导致。结论：利用ADS进行PA的匹配仿真是能够对PA的实际工作特性进行精确预测，缩短调试周期、提高成品率。1st,Sep2008Page6厂商不提供模型怎么办？针对MA/COM等军用放大器生产厂商，通常不能拿到管芯模型，设计师只能

3、依据S参数、厂商提供点频阻抗进行设计，仿真意义不大。Page7功率放大器X参数提取Page8X参数导入及建模在ADS2009之后，使用插件可以将NVNX测得的X参数导入ADS，并自动生成PHD模型供仿真使用。Page9PHD模型调用可以从模型库中调用生成的PHD模型用于仿真。Page10单音Loadpull设置根据设计重点（最大传输功率、高效率、高线性度等）来选择适当的输入、输出阻抗。Page11单音Loadpull结果Page12双音Loadpull结果Page13匹配电路实现——阻抗匹配综合ADS拥

4、有功能非常强大的阻抗匹配工具，可以自动综合多种匹配网络、并进行成品率分析。Page14匹配电路实现——使用史密斯圆图史密斯圆图更适合于工程师进行高级匹配网络构建。Page15匹配电路实现——一步步接近真实使用传输线模型快速优化匹配网络；使用电磁场模型更精确考虑阻抗跳变、直流馈电网络等影响。Page16电磁效应仿真——整版电磁场仿真Page17电磁效应仿真——考虑频蔽盒效应只需要导入层叠文件并正确设置层信息，ADS可以构建三维频蔽盒特征。Page18电磁效应仿真——使用有限元法考虑频蔽盒效应Page19在

5、原理图中进行联合仿真Page20使用调制信号进行激励——ACPR仿真Page21使用调制信号进行激励——BER仿真Page22使用调制信号进行激励——BER半实物测试Page23使用调制信号进行激励——BER半实物测试结果Page24反向设计Page25功放扩展设计•Doherty功放设计•功放线性化设计•功放半实物仿真•MMIC/RFIC功放设计Page26PA真实案例分析I(IEEE2004)FLL107ME预失真设计和功放设计均由ADS完成。功放采用FLL107ME功放测试平台采用ADS连Agil

6、ent仪器的ConnectedSolution完成AM/AM,AM/PM,ACPR,PAE均得到很大改善。Page27国内类似应用Page28测试结果Page29PA真实案例分析II(IEEEMICROWAVEANDWIRELESSCOMPONENTSLETTERS,VOL.15,NO.11,NOVEMBER2005)SimulatedResultsMeasuredResultsFrequency(MHz)2130~21502130~2150Bandwidth(MHz)2020Gain(dB)56(In

7、cludedDrive)55(IncludedDrive)P1dB(W)300W260W功放设计，DPD设计由ADS完成。PPEP38%40%A6dBBackedoff34%37%由于Freescale模型准确度提高，因此仿真结果E跟实测比较接近。[10dBBacked23%30%%off]Page30PA真实案例分析III(IEEE2007)功放设计，DPD设计由ADS完成。实测数据和仿真数据完全一致。(仿真PAE39.5%，实测PAE39.5%)通过调整匹配，ACPR有7dB改进DPD大大改善了AC

8、PR,达到54dBc。Page31PA真实案例分析IV(Samsung，2007RadioFrequencyIntegratedCircuitsSymposium)ADS被大量用于Samsung的电路、系统设计，以及IC设计。该文章有Samsung的Atlanta研发中心提供。实测和仿真非常接近电磁场部分采用ADS的Momentum完成。Page32