基于A(yíng)DS的功率放大器設計實(shí)例與仿真分析二

2.3 輸入/輸出匹配設計

　　確定靜態(tài)工作點(diǎn)和穩定電路后，需要對晶體管的輸入和輸出進(jìn)行匹配設計，在本例功率放大器的設計中，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)，采用負載牽引和源牽引相結合的方法來(lái)設計輸入/輸出匹配網(wǎng)絡(luò )。

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

　　首先，進(jìn)行負載牽引仿真找出最佳負載阻抗來(lái)設計輸出匹配電路，負載牽引仿真原理圖如圖6所示，仿真結果如圖7所示。

　　圖6 負載牽引仿真原理圖

　　圖7 負載牽引仿真結果

　　由圖7可以得到在輸出功率最大時(shí)，負載的最佳阻抗為3.004-j1.849，根據該阻抗值，采用分布參數與集總參數混合匹配的方法來(lái)設計輸出匹配電路。

　　然后，將設計完成的輸出匹配網(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載牽引圖相似，源牽引仿真結果如圖8所示。

　　圖8 源牽引仿真結果

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

　　圖9 優(yōu)化后的功率放大電路圖