9.收发信机系统仿真.ppt

实验 ：ADS系统级仿真 本实验将介绍如何使用行为级的功能模块实现收发信机的系统级仿真。 实验目的 使用诸如滤波器、放大器、混频器等行为级的功能模块搭建收发信机系统。 运用S参数仿真、交流仿真、谐波平衡仿真、瞬态响应仿真等仿真器对收发信机系统的各种性能参数进行模拟检测。 进行仿真的收发信机方案 零中频接收机方案 外差式接收机方案 外差式发射机方案 一、零中频接收机仿真1. 仿真原理图 2. 射频前端参数设置 最前端的微波带通滤波器采用4阶切比雪夫通带滤波器，中心频率为2140MHz，3dB带宽为80MHz，止带宽为400MHz，期望能够得到-25dB的带外衰减。另外，通带波纹为0.1dB，插入损耗为-1dB。 LNA的增益为21dB，噪声系数为2dB,故我们将所选的Amplifier设置为S21=dbpolar(21,180)，NF=2dB。 射频前端仿真模块图 3. 混频部分参数设置 下变频部分的混频器选用System-Amps & Mixer palette中的behavioral Mixer，注意不要错选成Mixer2，它是用来进行非线性分析的，而Mixer才是用来进行频率转换的。将混频器的边带设为LOWER，增益为10dB，NF为13dB。 本振在Sources-Freq Domain palette选一电压源，由于接收机中频为0，故本振频率应和输入信号频率一致，这里设为变量LO_freq，可以用VAR很方便的进行赋值，输出电压设为1V。 由于要将接收信号分为同相和正交两路，所以本振信号也要分为两路，一路直接和接收信号混频，一路先经移相器移相90°，再进入混频器混频，所以还要用到移相器和功率分离器，它们都可以从System-Passive palette中找到的。 4. 模拟基带部分参数设置 接下来的模拟基带部分分两条支路，每条都由一个信道选择低通滤波器和基带放大器级联而成。信道选择滤波器采用5阶切比雪夫低通滤波器，通带波纹为0.01dB，-3dB频率转折点为1.92MHz，止带截点频率为5MHz，期望得到36dB的邻道衰减。基带放大器的增益在0~66dB之间可调，所以也设为变量G5，NF为15 dB。最后在基带输出端加入端口Term2和Term3。 5. 接收机频带选择性仿真 我们使用S参数仿真进行接收机的系统选择性分析。首先是接收机的频带选择性分析，S_parameter Simulation Controller设置为从1GHz到3GHz以10MHz为步进进行仿真。 接收机的频带选择性仿真结果（1） 接收机在频带选择滤波器的中心频率拥有20dB的最大增益，也就是LNA的增益减去微波带通滤波器的插入损耗。在偏离中心频率70MHz处可得到25dB左右的衰减。 接收机的频带选择性仿真结果（2） 接收机射频前端的接收带宽为6MHz，和WCDMA系统对移动终端下行链路的要求是相吻合的，而且通带内的波动不超过0.125dB。 6. 接收机信道选择性仿真 信道选择功能主要由中频滤波器完成，对于这里的直接下变频方案就要靠基带低通滤波器来实现，我们接下来进行信道选择性的仿真。仿真的电路图就是整个系统的原理图。 信道选择性仿真中的S_parameter Simulation Controller设置 需要注意的是要对S_parameter Simulation Controller的Parameters栏进行设置，启动AC frequency conversion，并将S-parameter freq.conv.port设为1端口。 信号源和VAR设置 我们以一个交流功率源模拟从射频输入端的天线双工器输出的接收信号，输入功率和信号频率在VAR中赋值，这里用的是接收机所能接收的最低信号电平-108dBm，因此将基带VGA定为最大增益66dB。 接收机信道选择性仿真结果（1） 接收机信道选择性仿真结果（2） 从图中可以看到，中心频率2.14GHz处的增益为96dB，为系统的最大增益；邻道抑制达到了49.4dB，优于设计目标；通频带宽为3MHz，一般接收的信息都集中在离中心频率2MHz的范围内，因此不会导致接收到的信号产生较大的失真；通带内的波动不大于0.15dB。 7. 接收机系统预算增益仿真 通过这个仿真我们将看到系统总增益在系统各个部分中的分配情况。预算增益仿真在谐波平衡分析以及交流分析中都可以进行，但如果在交流仿真中进行的话，混频器不能是晶体管级的。因为这里进行的是行为级仿真，混频器的非先性特征是已知的，所以我们就用交流分析来进行仿真。 接收机系统预算增益仿真参数设置 (1) AC S