基于ADS的功率放大器設(shè)計(jì)實(shí)例與仿真分析二

2.3 輸入/輸出匹配設(shè)計(jì)

　　確定靜態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)定電路后，需要對晶體管的輸入和輸出進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，在本例功率放大器的設(shè)計(jì)中，出發(fā)點(diǎn)是輸出大功率，一般是讓晶體管工作在其額定輸出狀態(tài)，為了使器件工作在最佳狀態(tài)，采用負(fù)載牽引和源牽引相結(jié)合的方法來設(shè)計(jì)輸入/輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。

　　通過在ADS中進(jìn)行負(fù)載牽引和源牽引仿真找出在輸出最大功率時的最佳阻抗。

　　首先，進(jìn)行負(fù)載牽引仿真找出最佳負(fù)載阻抗來設(shè)計(jì)輸出匹配電路，負(fù)載牽引仿真原理圖如圖6所示，仿真結(jié)果如圖7所示。

　　圖6 負(fù)載牽引仿真原理圖

　　圖7 負(fù)載牽引仿真結(jié)果

　　由圖7可以得到在輸出功率最大時，負(fù)載的最佳阻抗為3.004-j1.849，根據(jù)該阻抗值，采用分布參數(shù)與集總參數(shù)混合匹配的方法來設(shè)計(jì)輸出匹配電路。

　　然后，將設(shè)計(jì)完成的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)加入到功率放大電路中進(jìn)行源牽引仿真，源牽引仿真的原理圖與負(fù)載牽引圖相似，源牽引仿真結(jié)果如圖8所示。

　　圖8 源牽引仿真結(jié)果

　　從源牽引仿真結(jié)果得到，在最大功率輸出時源阻抗為11.503-j13.802;根據(jù)該阻抗值，采用與輸出匹配網(wǎng)絡(luò)相同的方法，利用Smith圓圖進(jìn)行源端的匹配設(shè)計(jì)，最后根據(jù)要求指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，使得放大器的增益和輸出功率更加符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過優(yōu)化后的功率放大電路如圖9所示，仿真結(jié)果如圖10所示。

　　圖9 優(yōu)化后的功率放大電路圖