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2.4GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-09 11:25:19



  三阶截点IP3定义为三阶互调功率达到和基波功率相等的点,此点所对应的输入功率表示为IIP3,此点所对应的输出功率表示为OIP3。根据三阶互调截点的级联式:

三阶互调截点的级联式

  可得,系统总的IIP3=-9.75dBm。同样在模拟设计环境下,对接收端进行预算仿真,仿真结果如表2所示。

仿真结果

从表2的仿真结果可以看出整个接收端的增益为17.205dB,假设接收天线接收到的信号为-30dBm,则接收到的中频信号大小为-12.795dBm。中频信号的仿真值略低于中频接收端所需要的信号大小,这可以用驱动放大器来增加信号的大小。另外由仿真结果可以看出接收端总的噪声系数为4.151dB,而计算出的结果为4.12dB。仿真的接收端的三阶输入截点为-10.124dBm,而计算出的为-9.75dBm。以上结果有一定的差异,该差异是由增益压缩等因素所引起的。接收机的一个很重要指标是灵敏度,它定义为:在给定的信噪比的条件下,接收机所能检测的最低输入信号电平。灵敏度与所要求的输出信号质量即输出信噪比有关,还与接收机本身的噪声大小有关。接收机的灵敏度可由下式计算得出:

接收机的灵敏度

  假设接收机输入端满足共轭匹配,由源内阻Rs产生的噪声输送给接收机的噪声功率为其额定输出,即:

额定输出

  假设Ta=290K,则NRS=-174dBm/Hz。所以灵敏度可表示为:

灵敏度

  在本设计中,NF=4.12dB,B=6MHz,当(SNR)0,min=10dB时,由式(5)计算可得:pin,min=92.08dBm。接收机所接收的信号强弱是变化的,通信系统的有效性取决于它的动态范围,即高性能的工作所能承受的信号变化范围。动态范围的下限是灵敏度,上限由最大可接受的信号失真决定。在本设计中考虑的是低噪声放大器的输入端的动态范围。动态范围可由式(6)得到:

动态范围

  利用式(6)计算可得:DRF=51.58dB。

  利用ADS软件对接收端进行S参数仿真,该仿真可以用于测量各个器件的S参数等。在本仿真中,可以看成是当2~3GHz,以1MHz为步长的各个频率分量通过该接收端时,接收端对各个频率分量的增益或衰减大小的仿真。仿真模型及仿真结果如图3,图4所示。

仿真模型及仿真结果

仿真模型及仿真结果

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