用ADS设计介质振荡器
基于ADS的振荡器设计
.基于ADS的2.45GHz的振荡器设计电子科技大学.1、设计步骤如下：二、选管本节的振荡器采用HP公司生产的AT41411硅双极二级管，变容二极管选择MV1404。
AT41411主要的指标有：（1）低噪声特性：1GHz时噪音系数是1.4dB；2GHz时噪音系数是1.8dB；（2）高增益：1GHz是增益为18dB；2GHz时增益为13dB；（3）截至频率：7GHz，有足够宽的频带；（4）1.8GHz时的最佳噪声特性：Vce＝8V；Ic＝10 mA。
三、直流仿真偏置电路设置如下图所示，采用双电源供电方法，设置两个GOAL来进行两个偏置电阻的优化，考虑到振荡器中三极管的工作状态最好远离饱和区，还要满足三极管2.45Ghz 时的最佳噪声特性，所以直流偏置优化的目标是10c I mA=,5.3cb V V=。
图中电阻阻值已经是直流仿真更新后的数据。
得到R7=492.249 Ohm ，R6=792.102 Ohm四、可变电容VC 特性曲线仿真为获得谐振网络部分，变容二极管随电压的变化关系，我们对可变电容的VC 特性曲线进行测试。
测试电路如下图所示：测试结果如下：Eqn C_Varactor=-1/(2*pi*freq[0,0]*imag(Z11[0]))246810125.0E-126.0E-127.0E-128.0E-129.0E-124.0E-121.0E-11VbiasC _V a r a c t o r这样一来可以方便调节Vdc ，使之谐振。
五、瞬态仿真利用Transient Simulation 仿真器仿真0-40ns 的瞬时波形，电路原理图如下所示：得到结果：E qn spectrum=fs(Vout,,,,,,indep(m1),indep(m2))m1m2time, nsecV o u t , m Vm1m2time=Vout=0.523P eak21.17nsec time=Vout=0.524P eak 31.02nsec m3f req, GHzm a g (s p e c t r u m )m3freq=mag(spectrum)=0.365Max 2.450GHz结果分析：从波形可以看到，振荡器已经很稳定的震荡起来了，并且有一定的震荡空间，从抽出的两点m1-m2的数据可以看出，该震荡波形是相当稳定的，幅度差可以不必考虑，频谱纯度也较高。
利用ADS和Serenade设计S波段压控振荡器
利用ADS 和Serenade 设计S 波段压控振荡器郑贵强 周邦华(中国工程物理研究院电子工程研究所 绵阳 621900) 收稿日期:2002-09-06 收修改稿日期:2002-10-29文 摘 简介设计S 波段压控振荡器(V CO )的理论基础,阐述利用A g ilent 公司的A DS 软件进行S 波段V CO 的初步设计过程及如何通过A nsoft 公司的Serenade 软件快速改进V CO 性能,使其达到实际要求。
主题词 S 波段 压控振荡器 调频 设计前 言在再入遥测系统的射频传输阶段,需要高频谱纯度和高频稳度的频率源作为发射机的关键部件。
近几年来,随着武器系统复杂度的提高,被测对象和被测参数逐渐增多,较低的发射机传输速率已经不能适应21世纪再入遥测系统的实际需要。
同时,为了有效地解决记忆重发技术的局限性,迫切需要将码速率从目前的几百K 提高到2M b/s 以上,这就对再入遥测系统提出了更高的要求。
对PCM 遥测发射机调频振荡源的研究是改进发射机的必由之路。
而调频压控振荡器是调频源最关键的也是设计难度最大的部分。
本文结合ADS 和Serenade 软件对设计压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator )的过程进行详细的介绍。
1 VCO 设计的理论基础微波晶体管在适当的端接下都可以构成振荡器。
微波振荡器电路的设计利用负阻分析法比较简便,常用的是结合S 参数和Z 参数进行分析。
VCO 的设计和一般振荡器的设计没有太大区别,只是输入或输出回路中含有变容二极管。
其基本原理是在振荡器的谐振回路中接入可变电抗元件,使其电抗值随调制参数而变化,达到改变频率的目的[1]。
从设计角度看,VCO 的初步设计和放大器设计很类似。
都要以一定频率下的器件的S 参数为基础,输入、输出匹配网络和直流偏置也没有很大区别,不同之处在于设计振荡器时,为了产生并维持振荡和形成负阻,应该使S 11或S 22大于1,而且要满足稳定系数k =1-ûS 11û2-ûS 22û2+ûD û22ûS 12S 21û<1的要求。
X波段介质振荡器的设计与仿真
X波段介质振荡器的设计与仿真于春蕾【摘要】主要介绍了介质振荡器的设计理论,以及使用Agilent公司的ADS仿真软件进行X波段介质振荡器的设计和仿真.在设计过程中使用NEC公司的MESFET 管NE71084作为振荡器的有源器件,利用介质谐振器实现了输出信号的稳频与反馈.给出仿真结果和输出信号相位噪声与功率的实际测试结果.测试结果表明,该方法可以有效地指导介质振荡器的设计过程,提高设计效率.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(000)013【总页数】4页(P27-30)【关键词】介质振荡器;相位噪声;ADS;X波段【作者】于春蕾【作者单位】中航雷达与电子设备研究院,江苏无锡,214063【正文语种】中文【中图分类】TN9110 引言振荡器是雷达、通信等现代电子设备的重要组成部分，通过在特定的载波频率点建立稳定的振荡可以为调制和混频等信号处理过程提供必要的条件，振荡器的指标尤其是相位噪声的优劣将直接影响到系统整体性能的高低[1-2]。
20世纪30年代，美国斯坦福大学的R.D.Richtmyer从理论上证明了介质谐振器的可行性，但限于工艺和技术水平直到60,70年代才开发出合适的材料用于介质谐振器的设计和生产。
由介质振荡器由于温度稳定性好，工作于高频率时可以提供优良的频谱特性和相位噪声特性，已在厘米波、毫米波的领域得到了广泛应用[3-6]。
本文主要借助于Agilent公司的ADS仿真软件(Advanced Design System,ADS)对一个工作于X波段的介质振荡器进行了原理设计、仿真评估和实际测试，着重介绍了如何利用仿真软件实现对所设计产品的性能评估。
1 介质振荡器原理介质振荡器在工作原理上与通常的振荡器没有本质区别。
振荡器都是使用有源电路提供能量，利用反馈等手段使得有源电路发生自激振荡，再通过外接的谐振电路实现选频、稳频功能，并将得到的最终信号通过输出网络送往后级电路。
介质振荡器在具体实现上利用了介质谐振器同时实现了信号反馈和输出信号选频、稳频的功能。
振荡器DRO的HFSS和ADS联合仿真总结
11.78GDRO设计第1章预备知识 (2)1.1振荡器分为两种：反射式和反馈式 (2)1.2DRO分为两种：反射式和反馈式 (2)第2章HFSS11产生S2P文件并在ADS中进行仿真 (4)2.1HFSS11导出S2P文件 (4)2.2在ADS2008中对产生的S2P文件仿真 (5)第3章放大管ATF36077的直流扫描和直流仿真 (6)3.1直流扫描(目的：确定直流工作点V DS,V GS,I D,为设计偏置电路提供依据) (6)3.2直流仿真(目的：根据3.1确定的偏置点设计和仿真偏置电路) (8)第4章S参数仿真 (10)第1章预备知识1.1 振荡器分为两种：反射式和反馈式判断这两种形式振荡器是否能振荡的方法分别如下（1）反射式（VCO也属于这一种）（2）反馈式1.2 DRO分为两种：反射式和反馈式本文介绍反馈式DRO的设计方法，其电路框图和大致的autoCAD版图如下：11.78GDRO设计第2章HFSS11产生S2P文件并在ADS中进行仿真概述：ADS中模型库中自带有一个介质和单根微带线耦合的模型，但是没有一个介质和两根微带线耦合，所以必须在HFSS中建立一个介质和两根微带线耦合的模型，并仿真出S曲线，导出S2P文件，最后导入ADS中进行联合仿真。
2.1 HFSS11导出S2P文件（1）下面是模型和仿真得到的S21曲线（3）导出S2P文件HFSS---->Results--->Solution DATA---->Matrix Data--->Export Matrix Data就是默认的格式不用改，导出来就是s2p文件了11.78GDRO设计2.2 在ADS2008中对产生的S2P文件仿真概述：由第一章的预备知识可知，反馈式振荡器产生振荡必须同时满足幅度条件和相位条件，具体判断这个11.78GDRO是否能振荡的条件就是：(1)放大器的增益大于谐振网络(DRO组成的窄带滤波器)的损耗(一般大10dB比较稳当)。
ADS实验教程RFCD大信号振荡器及混频器9
动态范围是放大器的另一个主要 指标,记为d 指标,记为 R: dR=Pout,1dB-Pout,mds Pout,mds是放大器所要求最小输入信号 Pin,mds的输出功率. 的输出功率. Pout,mds=Pn,out+SNR, ,
Pout,1dB
动态范围d 动态范围 R
1dB
饱和态
Pin Pout,mds
三阶交调
用交调失真IMD衡量放大器三阶交调: 衡量放大器三阶交调: 用交调失真 衡量放大器三阶交调 IMD=Pout( f2 ) - Pout( f2 -2f1 ). = .
Pout
功率放大器
由上面亦可看到高阶信号功率随输入信号的增加率快于基波信号:基波线性增加, 由上面亦可看到高阶信号功率随输入信号的增加率快于基波信号:基波线性增加, 二阶信号平方律增加,三阶信号三次方增加. 二阶信号平方律增加,三阶信号三次方增加. 因为滤波器不能滤除,在进行系统设计时,必须仔细考虑三阶交调. 因为滤波器不能滤除,在进行系统设计时,必须仔细考虑三阶交调. OIP3 Pout,1dB
振荡器
以往的振荡器的设计要求电路满足Barkhausen判据,即振荡器放大单元 以往的振荡器的设计要求电路满足 判据, 判据 的传递函数HA(ω)与反馈单元的传递函数 F(ω)之积等于 .但对于工作频率 的传递函数 与反馈单元的传递函数H 之积等于1. 与反馈单元的传递函数 之积等于 高于500MHz的振荡器设计,必须采用反射系数和传输系数以及相应的S参量 高于 的振荡器设计,必须采用反射系数和传输系数以及相应的 参量 的振荡器设计 来描述电路的特性. 来描述电路的特性.
Vo= a1 [ Vi1 sin(ω1t) + Vi2 sin(ω2t) ]
Ku波段介质振荡器(DRO)研制实例
Ku波段介质振荡器(DRO)研制实例卢士强杨国渝（电子科技大学微波工程系邮编：610054 ）摘要：本文介绍了用三维场精确仿真介质谐振器，并运用负阻理论和谐波平衡法来设计12.75GHz的GaAs MESFET介质稳频振荡器（DRO）。
设计过程使用了Agilent公司的ADS(Advanced Systerm Design )软件对DRO进行了非线性分析和优化设计。
最终对振荡器的性能进行了评估。
关键词：负阻、介质谐振器、振荡器、场效应管、谐波平衡法。
一． 引言振荡器是微波毫米波系统的关键部件之一，其性能好坏直接关系到系统的性能指标。
介质振荡器具有低相噪、高频率稳定度和结构简单等优点。
因此，介质振荡器已成为一种应用广泛的毫米波频率源。
以往的DRO设计，一般通过理论计算DR（介质谐振器）部分，然后通过等效电路转为近似路仿真，然后再经过反复的调试实验，才能成为正品。
本文则运用了三维场的仿真来精确计算DR以及其与微带线耦合的空间的三维场，代替了以往的近似路仿真，从而使振荡器的设计更加准确。
最后运用ADS的软件优化功能，达到最终目标。
二． DRO振荡器设计过程GaAs MESFET振荡器常常用于中等功率以下的频率源，工作频率可达35GHz。
其具体设计形式有许多不同形式，本文采用一种常用的易于调试的负反馈电路。
如图1所示：图1 FET DRO振荡器电路图图2 DRO振荡器等效电路图具体步骤如下：1选用适当的MESFET和适当的电路拓扑结构，一般采用共漏或共源结构，有时也可以根据具体情况采用共栅电路。
加入网络正反馈或负反馈后，满足FET在栅极反射系数ГIN>1,从而使FET处于不稳定区域内。
2调节输出匹配电路，满足从栅极看向器件、负载的电阻为负阻。
即要满足稳定振荡条件：R in＋R L＝0 X in＋X L ＝0 。
3通过给定的FET小信号S参数设计完成上两个步骤后，再对GaAs FET振荡器进行大信号S参数仿真设计。
振荡器DRO的HFSS和ADS联合仿真总结
振荡器DRO的HFSS和ADS联合仿真总结第一篇：振荡器DRO的HFSS和ADS联合仿真总结11.78GDRO设计第1章1.1 1.2第2章2.1 2.2第3章3.1 3.2第4章预备知识 (2)振荡器分为两种：反射式和反馈式.................................................................................2 DRO分为两种：反射式和反馈式 (2)HFSS11产生S2P文件并在ADS中进行仿真 (4)HFSS11导出S2P文件......................................................................................................4 在ADS2008中对产生的S2P文件仿真 (5)放大管ATF36077的直流扫描和直流仿真 (6)直流扫描(目的：确定直流工作点VDS,VGS,ID,为设计偏置电路提供依据)...................6 直流仿真(目的：根据3.1确定的偏置点设计和仿真偏置电路) (8)S参数仿真 (10)第1章预备知识1.1 振荡器分为两种：反射式和反馈式判断这两种形式振荡器是否能振荡的方法分别如下（1）反射式（VCO也属于这一种）（2）反馈式1.2 DRO分为两种：反射式和反馈式本文介绍反馈式DRO的设计方法，其电路框图和大致的autoCAD版图如下：11.78GDRO设计第2章 HFSS11产生S2P文件并在ADS中进行仿真概述：ADS中模型库中自带有一个介质和单根微带线耦合的模型，但是没有一个介质和两根微带线耦合，所以必须在HFSS中建立一个介质和两根微带线耦合的模型，并仿真出S曲线，导出S2P文件，最后导入ADS中进行联合仿真。
2.1 HFSS11导出S2P文件（1）下面是模型和仿真得到的S21曲线（3）导出S2P文件HFSS---->Results--->Solution DATA---->Matrix Data--->Export Matrix Data 就是默认的格式不用改，导出来就是s2p文件了11.78GDRO设计2.2 在ADS2008中对产生的S2P文件仿真概述：由第一章的预备知识可知，反馈式振荡器产生振荡必须同时满足幅度条件和相位条件，具体判断这个11.78GDRO是否能振荡的条件就是：(1)放大器的增益大于谐振网络(DRO组成的窄带滤波器)的损耗(一般大10dB比较稳当)。
ADS软件设计VCO的方法介绍
ADS软件设计VCO的方法介绍
ADS软件的使用：本章内容是介绍使用ADS软件设计VCO的方法：包括原理图绘制，电路参数的调整优化、仿真等。
下面开始按顺序详细介绍ADS软件的使用方法。
设计振荡器这种有源器件，第一步要做的就是管子的选取，设计前必须根据自己的指标确定管子的参数，选好三极管和变容二极管；第二步是根据三极管的最佳噪音特性确定直流偏置电路的偏置电阻；第三步是确定变容二极管的VC特性，先由指标（设计的振荡器频率）确定可变电容的值，然后根据VC曲线确定二极管两端直流电压；第四步是进行谐波仿真，分析相位噪音，生成压控曲线，观察设计的振荡器的压控线性度。
设计指标：设计一个压控振荡器，振荡频率在1.8GHz左右。
第一步根据振荡频率确定选用的三极管，因为是压控振荡器，所以还需要一个变容二极管；第二步需要用到ADS的直流仿真；第三步通过S参数仿真确定变容二极管的VC曲线；第四步用HB模块来进行谐波仿真，计算相位噪音。
管子的选取：
设计的振荡器采用HP 公司生产的AT41411 硅双极管［12］，变容二极管选MV1404。
AT41411的主要指标有：
低噪音特性：1GHz噪音系数是1.4dB，2GHz噪音系数是1.8dB；
高增益：1GHz时增益为18dB，2GHz时增益为13dB；
截止频率：7GHz，有足够宽的频带；
1.8GHz时最佳噪音特性：Vce＝8V，Ic＝10mA；
振荡器采用的初始电路：振荡器采用的初始电路如下图所示，图中的三极管、二极管以及电阻电容等器件在ADS的器件库中均可以找到。
偏置电路的设计：在电路原理图窗口中点击，打开Component library
按ctrl+F1打开搜索对话窗口。
基于ADS的一种射频振荡器的设计
基于ADS的一种射频振荡器的设计
杨婧;曹姣
【期刊名称】《伺服控制》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】本文介绍了利用ADS仿真软件设计一个振荡频率为2.4GHz的压控振荡器的方法及步骤。
具体包含晶体管和变容二极管的选取,振荡器偏置电路及晶体管振荡器的设计,并且针对振荡器的相关指标进行仿真。
通过ADS的优化,确定电路参数,实现了工作频率为2.4GHz的振荡器。
【总页数】3页(P83-85)
【作者】杨婧;曹姣
【作者单位】中北大学信息探测与处理技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN752
【相关文献】
1.一种新的RFID射频前端振荡器的设计方法 [J], 黄玉兰
2.一种高稳频型射频振荡器的设计∗ [J], 张琴;程骏;柳秀山
3.一种基于ADS仿真的射频放大器设计方法 [J], 牛吉凌;康弘俊
4.一种基于FPGA的多通道AD射频采样设计 [J], 邢连营;
5.一种基于MEMS的射频低相位噪声压控振荡器的研制 [J], 李丽;赵正平;张志国;郭文胜;吕苗;杨瑞霞
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振荡器DRO的HFSS和ADS联合仿真总结
振荡器DRO的HFSS和ADS联合仿真总结振荡器(DRO)是一种基本的无源微波器件，在射频和微波系统中广泛应用。
为了更好地设计和优化DRO的性能，一种常用的方法是利用高频结构模拟软件HFSS联合射频系统仿真软件ADS进行联合仿真。
HFSS是由ANSYS公司开发的一种三维电磁场模拟软件，而ADS是由Keysight公司开发的一种RF和微波电路设计与仿真软件。
联合使用这两种软件可以充分发挥各自的优势，实现对DRO的精确分析和优化设计。
1.HFSS的优势HFSS是一种基于有限元法的全三维电磁场分析软件，能够准确地计算微波器件的电磁场分布和特性参数。
HFSS可以对DRO的微波传输线、谐振腔和耦合结构等进行建模和仿真，能够提供精确的频率响应、S参数和场分布等信息。
通过在HFSS中建立DRO的几何结构，可以对其参数进行调整和优化，并通过频率扫描获取器件的频率和谐振特性，以及频率漂移和杂散抑制等性能指标。
2.ADS的优势ADS是一种专注于射频和微波电路设计的仿真软件，具有强大的电路建模和仿真功能。
ADS可以建立DRO的电路模型，通过连接元件、仿真器件和设定参数等操作，实现对DRO的电路性能分析和优化设计。
在ADS中可以通过分析S参数、杂散响应和频率稳定度等指标，优化DRO的谐振电路和反馈网络，并进行参数匹配和控制电路调节，以实现更好的信号稳定性和杂散抑制。
3.联合仿真流程和优势HFSS和ADS的联合仿真在DRO设计和优化中起到了互补的作用。
其联合仿真流程可以分为以下几个步骤：1)在HFSS中建立DRO的几何模型，并设置材料参数和边界条件等。
2)通过HFSS对DRO的频率响应进行仿真和分析，获取其频率特性和场分布等信息。
3)将HFSS模型导入到ADS中，建立DRO的电路模型。
4)在ADS中对DRO的电路进行仿真，分析其S参数、杂散特性和稳定度等指标。
5)根据仿真结果对DRO的电路参数进行优化设计和调节，实现更好的性能。
ADS设计压控振荡器VCO
ADS设计压控振荡器VCO引言：在无线通信系统和射频电路中，压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)是一个关键的组件，常用来产生射频信号的频率。
在过去，VCO的设计主要采用传统的手工设计方法，这种方法存在效率低、耗时长、成本高等问题。
随着计算机软件的发展，先进设计软件(Advanced Design System, ADS)的使用，可以极大地提高VCO的设计过程的效率和精确度。
本文将使用ADS来设计一个压控振荡器，并介绍设计的步骤与方法。
1.设计规格：在进行VCO的设计之前，需要明确设计所需的规格和要求。
规格包括振荡频率范围、输出功率、频率调谐范围、相位噪声等。
以一个短波FM 调频收音机的压控振荡器为例，规格如下：-振荡频率范围：88MHz至108MHz-输出功率：10dBm-频率调谐范围：±30kHz2.基本设计步骤：a.选择合适的振荡电路拓扑在设计VCO时，需要选择适合应用的振荡电路拓扑。
常见的振荡电路拓扑包括Colpitts振荡器、Hartley振荡器、Clapp振荡器等。
选择适合的振荡电路拓扑可以满足设计规格并降低设计复杂度。
b.选择合适的振荡器元件和参数根据规格要求，选择合适的元件，如电容、电感和晶体管等。
同时，确定振荡器的参数，如电感值、电容值、稳压电源等。
这些参数的选择与规格要求和电路拓扑有关。
c.设计反馈网络振荡器的稳定性要求设计一个合适的反馈网络。
反馈网络可以提供适当的相移和放大来使振荡器产生振荡。
反馈电容和电感的选择要根据设计规格和稳定性要求进行。
d.电压控制和频率调谐电路设计VCO的特点是其输出频率可以通过调整输入电压来实现调谐。
设计电压控制和频率调谐电路，以实现规定的频率调谐范围和线性度。
3.ADS模拟仿真设计将以上设计步骤导入ADS软件中进行模拟仿真设计。
ADS提供了丰富的电路设计小工具和分析工具，可以进行电路拓扑优化、参数调整、稳定性分析、相位噪声分析等多种分析。
ADS设计介质振荡器
杨霖 顾忠诚
总参第 63 研究所 南京 210007
摘要 本文介绍了使用负阻法设计 9GHz 介质振荡器的实例 在设计过程中使用了 Angilent 公司的 Advanced System Design 软件 并对最终所设计的振荡器的性能进行了评估 关键词 负阻 介质振荡器 ADS
MaxLoopGainStep=
DC_Block DC_Block1
DC_Feed DC_Feed1
pf_nec_NE71084_19921216 A3
V_DC SRC2 Vdc=0.4 V
TLIN
TL1 Z=50.0 Ohm E=90
F=9 GHz
C C4 C=0.212736 pF
DC
DC DC1 SweepVar=
要想使用一个介质谐振器来确定微波振荡器的振荡频率 通常将其置于微带传输线旁 使传输线与介质块耦合 这部分耦合电路在 ADS 中可以用一个并联 RLC 谐振器来确定其电 路模型 介质块与微带传输线耦合的典型配置以及其等效电路在图 2 中示出 用变压器模拟 介质谐振器与微带线之间的耦合 介质谐振器与微带线耦合得越紧 变压器的匝数比就越大
l 存在剩余负阻 l 总电抗为零 剩余负阻是振荡器建立振荡的需要 在仿真过程中,使用 ADS 中的 S 参数仿真器得到电 路的输入阻抗 从仿真结果来看 在 9GHz 的频率点上电路的 real(Z(2,2))+real(Z(1,1))为-0.666, 接近于零 即当振荡达到稳态时剩余负阻将为零 满足振荡条件方程 2 的要求 在该频 率点上,imag(Z(2,2))+imag(Z(1,1))为-0.162 满足振荡条件方程 3 在实际电路的设计过 程中,使电抗为零的简单方法是保证介质块置于靠近振荡场效应管的正确位置上
ADS设计LC压控振荡器
ADS设计LC压控振荡器摘要本文介绍了一种被称为LC振荡器的电路，它使用了两个元件，一个由电容和电感组成的LC环，另一个是集成电路压控振荡器。
该电路在不同频率上具有良好的振荡特性，可用于各种应用，如电源供应器，无线电，视频，音频和数据传输系统等。
本文介绍了LC振荡器的原理、构成、特性和应用，并讨论了如何使用ADS设计一个LC振荡器。
关键词：LC振荡器，电容和电感，压控振荡器，ADSIntroductionPrinciple of LC OscillatorStructure and Features of LC OscillatorThe structure of an LC oscillator consists of three parts:an LC loop, an IC control oscillator, and a feedback network.The LC loop is connected to the IC control oscillator, which provides the gain and controls the oscillation frequency. The feedback network provides the oscillator with positive or negative feedback, to regulate the amplitude and stability ofthe oscillation signal.The frequency of the LC oscillator is determined by the LC loop and the feedback network. The frequency of the LCoscillator can be tuned by changing the capacitance orinductance of the LC loop, or by adjusting the gain of the ICcontrol oscillator. The output voltage of the LC oscillator can be tuned by adjusting the gain of the IC control oscillator, or by adjusting the attenuation of the feedback network.Applications of LC OscillatorDesign of LC Oscillator Using ADS2. Select the IC control oscillator and configure its gain.3. Design the feedback network and configure its attenuation.4. Simulate the LC oscillator to verify its performance.Conclusion。
基于ADS的负阻振荡器的仿真设计
基于ADS的负阻振荡器的仿真设计陈营营;马伟【期刊名称】《空间电子技术》【年(卷),期】2016(013)003【摘要】In this paper, a 3. 9 GHz oscillator was designed. Due to the nonlinear characteristics of the oscillator, it is difficult to find a suitable analyzing model during the design of the oscillator. According to the principle of negative resist-ance, a single frequency oscillator was designed with ADS software of Keysight, using the harmonic analysis method to solve the nonlinear problem of the oscillator,. The design steps of the negative resistance oscillator are described in detail.%文章设计了3.9 GHz振荡器。
由于振荡器的非线性特性，振荡器的设计很难找到适合的模型来分析。
本文基于Agilent公司的ADS软件，根据负阻原理，针对振荡器的非线性问题，采用谐波分析方法，设计了单频振荡器。
对负阻振荡器的设计流程进行了详细的阐述。
【总页数】4页(P16-19)【作者】陈营营;马伟【作者单位】中国空间技术研究院西安分院，西安 710000;中国空间技术研究院西安分院，西安 710000【正文语种】中文【相关文献】1.基于Multisim负阻振荡器的设计与仿真 [J], 辛修芳2.基于ADS仿真的短波功率放大器设计 [J], 但永平; 刘伟; 葛祎霏; 李卓3.基于射频捷变收发器的ADS-B系统算法仿真及设计 [J], 曹琳;李文军;刘少龙;冯伟;王亮亮4.基于ADS仿真技术的通信电台收发开关的设计与应用 [J], 周启奎5.基于ADS的500MHz射频发射系统设计与仿真 [J], 孙艳丽;刘晓娣;张晨亮;甄喆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一款基于ADS仿真软件设计的L频段同轴介质谐振器型电调滤波器
一款基于ADS仿真软件设计的L频段同轴介质谐振器型电调滤波器针对实际工程应用中L频段接收或发射信道有较高的选频滤波要求，加之设备小型化要求中有严格的体积限制，不能使用宽带滤波器和较大体积的滤波器，采用电调滤波器是一个不错的选择。
然而传统电调滤波器采用的谐振电路中的电感在L频段使用时，会出现很多问题，影响产品性能。
本文就针对这一问题，提出了一种同轴介质谐振器型电调滤波器，并采用ADS（Advanced Design System）进行了研发初期的仿真分析，大大提高了产品质量和研发效率。
标签：电调滤波器;同轴介质谐振器;ADS;L频段;EDA设计1 引言电调滤波器在通信系统中具有重要的地位，广泛应用于电台通信、测量测绘、雷达技术以及电子对抗技术等领域，提高发射和接收相关性能指标。
在射频发射信道或接收信道中，需要在射频信号放大前进行选频滤波，抑制干扰、杂散、交调等无用信号，防止这些无用信号被后级的放大器放大，影响设备整体性能。
电调滤波器是通过动态可调整的电压对滤波器的选通频点进行动态选择，并有体积小、选择性较高的特点。
本文涉及的是一种应用在L频段的电调滤波器。
频率较低时电调滤波器一般是由n组电感线圈、变容二极管和高Q电容组成的调谐回路组成，利用改变变容二极管的反向偏置电压来控制带通滤波器的选通频率，来实现信道中选通有用信号、衰减带外无用信号的作用。
由于在L频段应用普通电感线圈会因为电感Q值不高的特性而影响电调滤波器整体指标，进而不能达到通信设备对信道的指标要求，造成接收灵敏度降低，发射杂散抑制指标不达标等问题。
ADS软件是美国Agilent公司推出的电路和系统分析软件，可实现包括时域和频域、线性和非线性、模拟和数字、器件级和系统级等多方面仿真，解决了射频电路设计领域困扰设计工程师的大多数问题，是一款强大的射频电路设计与仿真工具软件。
本文将采用ADS（Advanced Design System）辅助设计软件，对一款L频段同轴介质谐振器型电调滤波器进行仿真应分析旨在提供一种利用ADS 仿真软件进行高频段同轴介质谐振器型电调滤波器设计的思路和方法，从而减少设计迭代，提高设计速度。
ADS设计介质振荡器
ADS设计介质振荡器ADS (Analog Devices System) 是一种基于模拟设备的设计软件，主要应用于模拟和数字电路的设计与仿真。
介质振荡器是一种基于介质（通常是电容和电感）的被动元件的电路，用于产生稳定的，频率可调的信号。
本文将介绍如何使用ADS设计介质振荡器。
接下来，我们需要从库中拖动电容和电感的元件到设计页面上。
选择一个适当的电容元件，并将其放置在设计页面上。
然后，我们需要选择一个适当的电感元件，并将其放置在电容元件的旁边。
确保将元件正确连接。
完成元件的布置后，我们需要设置电容和电感的值。
双击电容元件，弹出Properties窗口。
在Value栏中输入所需的电容值，单位可以是uF或nF。
同样地，双击电感元件，弹出Properties窗口，并在Value栏中输入所需的电感值，单位可以是uH或nH。
接下来，我们需要添加一个激励源。
在库中选择Sources，从弹出的窗口中选择Function Generator，并将其拖动到设计页面上。
将激励源连接到电容元件的一个端点。
双击激励源，弹出Properties窗口。
在Function栏中选择一个合适的波形，例如正弦波。
在Frequency栏中设置所需的信号频率。
我们可以调整频率以调整振荡器的输出频率。
根据需要，我们还可以调整其他参数，如幅度、偏置等。
现在，我们需要添加一个测量仪器来测量振荡器的输出。
从库中选择Instruments，从弹出的窗口中选择Oscilloscope，并将其拖动到设计页面上。
将测量仪器连接到电容元件的另一个端点。
双击测量仪器，弹出Properties窗口。
在Type栏中选择Oscilloscope，并设置所需的测量参数，如时间轴的范围、采样率、触发等。
完成上述步骤后，我们的介质振荡器的设计就完成了。
我们可以点击Simulation按钮来进行仿真。
在仿真结果中，我们可以观察到振荡器的输出波形，并可以测量其频率、振幅等参数。
介质振荡器的设计
介质振荡器的设计
史学明;陈杰华;顾思洪
【期刊名称】《宇航计测技术》
【年(卷),期】2011(031)002
【摘要】为了实现微型化相干布局囚禁(CPT)原子钟,需要设计出小体积、低功耗
的微波电路.本文介绍了利用介质振荡器(DRO)实现的适合微型CPT原子钟的微波
电路,首先利用ADS(Advanced Design System)软件实现了介质振荡器的仿真,然后根据仿真结果设计并实现了振荡器电路,测试结果表明:输出微波频率为3.4GHz、功率为-4dBm、功耗为37mW.
【总页数】6页(P38-42,62)
【作者】史学明;陈杰华;顾思洪
【作者单位】中国科学院原子频标重点实验室,武汉,430071;中国科学院原子频标
重点实验室,武汉,430071;中国科学院原子频标重点实验室,武汉,430071
【正文语种】中文
【中图分类】TN752
【相关文献】
1.微波介质振荡器抗振结构的模态分析及其设计 [J], 刘勇
2.K波段推-推介质振荡器设计 [J], 杨岚清; 赵世巍
3.一种推推介质振荡器的设计 [J], 张献武;王增双;焦世民;表宏章
4.低相噪低温漂介质振荡器设计 [J], 张文锋;高晓强
5.介质谐振器稳频晶体管振荡器第四讲振荡器电路设计 [J], 顾墨琳
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用ＡＤＳ设计介质振荡器
杨霖顾忠诚
（总参第６３研究所南京２１０００７）
摘要：本文介绍了使用负阻法设计９ＧＨｚ介质振荡器的实例。
在设计过程中使用了Ａｎｇｉｌｅｎｔ公司的ＡｄｖａｎｃｅｄＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎ软件，并对最终所设计的振荡器的性能进行了评估。
关键词：负阻介质振荡器ＡＤＳ
１．负阻振荡器理论基础
图１
在负阻振荡器设计中，负电阻可以通过使用带有适当反馈的三端口器件来方便地得
到。
图１示出了一个典型的负阻振荡器的框图，使之能够成为振荡器的首要条件是要保证该电路处于不稳定的状态：
Ｒ肼＋ＲＬ＜０（１）
其次，要保证该电路是一个能够稳定振荡的电路，继而必须满足以下条件：
ＲⅣ＋ＲＬ＝０（２）
Ｘｍ＋ｘＬ＝０（３）
基于以上理论，我们使用ＡＤＳ设计和仿真负阻器件，以满足起振条件，即方程（１）；设。
卅旨振器电路以满足稳定振荡条件，即方程（２）和方程（３）。
最后再将两部分电路合并，用谐波平衡法对整个电路的性能在ＡＤＳ中进行仿真。
２．仿真器介绍
ＡＤＳ提供了多种仿真器。
在振荡器的设计中，只用到了部分仿真器，我们在下面将给予逐一的简单介绍。
ａ．ＤＣ仿真器
ＤＣ仿真器用于仿真电路的直流性能，在本方案中用于设计负阻器件的直流偏置电路。
ｂ．Ｓ＿Ｐａｒａｍｅｔｅｒ仿真器
Ｓ参数仿真器用于计算电路的Ｓ参数、Ｙ参数和Ｚ参数。
在使用Ｓ参数仿真器时需要定义起、止频率。
此外，需要在所需测量的电路端口上添加电路端接电阻。
本文中Ｓ参数仿真器用于在设计负阻器件的过程中计算有源器件的输入阻抗，以及在谐振器设计的过程中检验三个振荡条件方程。
ｃ．谐波平衡仿真器
谐波平衡仿真器用于仿真振荡器电路的性能，需要设置相应的参数来定义所期望得到
的基频。
在本方案中还要用到ＯＳＣＰＯＲＴ。
ＯＳＣ＿ＰＯＲＴ的作用是将负阻器件与谐振器电路分离开来，其箭头必须指向负阻器件电路。
该仿真器将用于对振荡器的最终性能评估。
３．ＤＲＯ设计方法概述
介质振荡器使用介质谐振器（通常为圆柱形介质块）确定振荡频率。
介质谐振器是一
种具有高电容率、低损耗材料的小的圆形介质块，它的基本谐振频率由其自身的相对介电常数和物理尺寸所决定。
与金属腔谐振器类似，其谐振的产生是电磁波在介质边缘与空气之间连续反射的结果。
其谐振频率也受接地金属墙放置的位置与介质块之间的紧密程度的影响。
要想使用一个介质谐振器来确定微波振荡器的振荡频率，通常将其置于微带传输线旁，使传输线与介质块耦合。
这部分耦合电路在ＡＤＳ中可以用一个并联ＲＬＣ谐振器来确定其电路模型。
介质块与微带传输线耦合的典型配置以及其等效电路在图２中示出。
用变压器模拟介质谐振器与微带线之间的耦合。
介质谐振器与微带线耦合得越紧，变压器的匝数比就越大。
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罔
等效电路
图２
由于圆柱形介质块是一种高Ｑ（低损耗）的谐振器，其‰值很高（通常为几十Ｋｏｈｍ）而构成的振荡器的相位噪声很低。
在谐振的情况下，Ｌ和Ｃ的电抗值大小相等、符号相反。
此时，介质谐振器的等效电路可以简化为一个具有比较高电阻值的电阻Ｋ。
谐振器的频率
由以下方程（４）确定：
Ｒ：———丢（４）
”２－万・√厶。
ｃｏ
４．设计过程
４．１偏置电路
在进行设计之前，必须选择合适的场效应管并给其提供合适的直流偏置。
在本设计中，我们选择了ＮＥＣ公司的高性能的场效应管ＮＥ７１０８４。
通过偏置使其工作在Ｖ。
Ｅ－３Ｖ、王ｃ＝３０ｍＡ的工作点上。
所使用场效应管的模型在ＡＤＳ元件库中可以找到。
ＡＤＳ中的直流仿真器用以确保满足场效应管的直流偏置条件。
４．２负阻电路
在设计了合适的偏置电路之后，将场效应管构建为一个源极容性反馈电路。
该电路能够产生负阻，以补充谐振器中的能量损耗。
负阻部件是通过对低噪声Ｇ。
ＡｌＦＥＴ进行源极电容性反馈实现的。
ＦＥＴ电路的不稳定性以及经过放大的热噪声，使振荡器能够从自然噪声中建立振荡，继而最终达到稳态的振荡。
负阻部件的简化等效电路如图３所示，本仿真电路使用了双电源设置ＦＥＴ的Ｖ。
和Ｉｄ。
擎～由
图３
为了确定使ＦＥＴ产生负阻所需要的容性源极反馈的优化值，要进行初始化仿真。
这是通过观察晶体管的栅极的反射系数的幅度来确定的，场效应管的漏极输出端接５００ｈｍ的负载阻抗。
如果Ｓ，。
的幅度大于单位１，表明在该频率点有负阻产生。
在通常的小信号振荡器设计中，Ｓ。
的经验值最小应为１．２，并且其曲线应以振荡频率为中心左右对称。
图６示出了仿真结果，清晰地表明在所感兴趣的９ＧＨｚ频率上的Ｓ１Ｉ为２．３２３，存在适当的负阻。
０２４５８１０１２１４侣
ｆｒｅｑ．ＧＨｚ
图４
４．３介质谐振器的仿真模型
介质谐振器所选择的材料具有的相对介电常数（８，）为３０，在９ＧＨｚ频率上的Ｑ值大于１０００（３。
通过选择介质块的物理尺寸和腔体的金属盖与介质块的距离，可以将振荡器调整到所需要的频率。
金属盖到介质块的距离越近，可以得到的谐振频率就越高。
但是当金属盖距离介质块越近的时候，频率变化的速率会随之增加，相位噪声性能随之降低。
模拟介质谐振器与微带线耦合的变压器的匝数比依赖于谐振器与微带线的耦合距离。
谐振器与微带线越接近，耦合度越高，因而变压器的匝数比也越高。
在本设计中我们可以直接使用ＡＤＳ中自带的并联ＲＬＣ谐振器模型ｃＲｅｓＰ。
为了简化仿真过程，假定匝数比ｎ为１。
４．４完整电路
将谐振器与负阻部件通过ＯＳＣ＿ＰＯＲＴ相连接便构成了振荡器的完整电路，如图５所示。
振荡器的仿真是基于所使用的场效应管的小信号Ｓ参数模型的。
振荡器的小信号仿真要以确保在所期望的振荡频率上以下两个条件同时得到满足的基础上进行：
・存在剩余负阻
●总电抗为零
剩余负阻是振荡器建立振荡的需要。
在仿真过程中，使用ＡＤＳ中的Ｓ参数仿真器得到电路的输入阻抗。
从仿真结果来看，在９ＧＨｚ的频率点上电路的ｒｅａｌ（Ｚ（２，２））＋ｒｅａｌ（Ｚ（１，１））为一０．６６６，接近于零，即当振荡达到稳态时剩余负阻将为零。
满足振荡条件方程（２）的要求。
在该频率点上，ｉｍａｇ（Ｚ（２，２））＋ｉｍａｇ（Ｚ（１，１））为一０．１６２，满足振荡条件方程（３）。
在实际电路的
设计过程中，使电抗为零的简单方法是保证介质块置于靠近振荡场效应管的正确位置上。
图５给部件建立模型的时候必须注意他们的寄生参数会使得最终的振荡器特性的寄生响应增加。
然而，只要精细设计这些网络及部件的参数，最终振荡电路的性能不会受到很大影响。
５．仿真结果仿真得到的整个ＤＲＯ的谐波平衡仿真结果及瞬态仿真结果如图６、图７所示。
从该图中可以清楚地看出，ＤＲＯ从起振到稳定振荡的全过程。
在９ＧＨｚ的频率上，其输出功率超过＋８ｄＢｍ。
由于时间关系，振荡器的相位噪声性能还未进行仿真。
ｍ１ｍａｌｒｍｉｎｄｅｘ＝－１｝ｄＢｍ（ＨＢ
Ｖｏｕｇ＝８。
』８５日图６
ｔｉＩ”ｅｎｓｅｃ
图７
参考文献
１．王蕴仪等微波器件与电路１９８１
２．Ｊ．Ｍ．Ｆｌｏｅｈ，‘＂ＦｅｅｈｎｉｑｕｅａｌｌｏｗｓｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅＤＲＯｓ，”Ｍｉｃｒｏｗａｖｅｓａｎｄ肥ｐｐ．１０７－１１１．Ｍａｒｃｈ１９９５．
３．ＤｅｓｉｇｎＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｆｏｒａＫｕ－ＢａｎｄＤＲＯｉｎＤｉｇｉｔａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＮＯＴＥ，ＡＮｌ０３５，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａＥａｓｔｅｒｎＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，９９，５
３５３
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用ADS设计介质振荡器
作者：杨霖， 顾忠诚
作者单位：总参第63研究所(南京)本文链接：/Conference_5901818.aspx。