实验二压控振荡器VCO的设计（一）实验目的（二）实验内容振荡器三个基本模块振荡器的物理模型（三）振荡器的技术指标（三）振荡器的技术指标（续）（四）ADS软件的使用ADS软件的启动创建新的工程文件创建新的工程文件（续）创建新的工程文件（续）VCO的设计VCO的设计（续）管子的选取振荡器采用的初始电路偏置电路的设计选择probecomponents类，然后在这个类里面选择L_Probe并放在适当的位置，同理可以在“Sources－TimeDomain”里面选择V_DC，在lumpedcomponents里面选择R。在optim/stat/Yield/DOE类里面选择GOAL，这里需要两个，还有一个OPTIM。在Simulation－DC里面选择一个DC。上面的器件和仿真器都按照下图放好，并连好线。按NAME钮出现对话框后，可以输入你需要的名字并在你需要的电路图上面点一下，就会自动给电路节点定义名字，如下图中的“Vcb”，“Veb”节点。采用双电源供电的方法，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是远离饱和区，还要满足三极管1.8GHz时的最佳噪音特性，所以直流偏置优化的目标是Ic=10mA，Vcb＝5.3V，如右图所示。设置接在“C极”上的电阻为600，优化范围为100－1000，把电源改为“12V”。同理，设置接在“E极”上的电阻为400，优化范围为100－1000，把电源改为“－5V”。按“F7”快捷键进行仿真。在DataDisplay窗口，就是新出来的窗口中，按LIST键，选择“R1.R；R2.R”这样就会显示出优化的直流电阻的数值，如下图所示。可变电容VC特性曲线测试按VAR键并双击它，修改里面的项目，定义一个名为：“Vbias”的变量，设置Vbias＝5V作为Vbias的初始值。修改电源的属性，使Vdc＝Vbias。修改S参数的属性，设置单点扫描频率点1.8GHz，并计算“Z参数”。修改PARAMETERSWEEP的属性，要求扫描变量“Vbias”，选择Simulatuion1“SP1”，扫描范围为1－10，间隔为0.5。按“F7”进行电路仿真。在“DateDisplay”按Eqn，并在对话框里编辑公式为：在Eqn中选择C_Varactor，得到VC曲线和表格如下：VC特性曲线瞬态仿真电路图注意：记得一定要添加“Vout”这个节点名称按“F7”开始仿真。在出来的“DataDisplay”窗口里面，输出“Vout”的瞬时波形，按，并“new”一个新的“Marker”，在“Vout”的瞬时波形图中，点击一下，然后移动鼠标，把“marker”移动到需要的地方，就可以看到该点的具体数值。结果如下图所示：按Eqn编辑公式：这表示要对“Vout”在“Marker”m3，m4之间进行一个频率变换，这样出来的“Spectrum”就是m3和m4之间的频谱。输出Spectrum的图形，可以看到m3和m4之间的频谱分量，加入“marker”m5就可以知道振荡器大概振荡的频率，如下图：结果分析调整优化的结果设置HB仿真器谐波平衡仿真电路图谐波频率和幅度相位噪音仿真结果相位噪音的具体数值VCO振荡频率线性度分析在“DateDisplay”里点RectangularPlot，弹出对话框后点Advanced键，输入sweep1..freq[1]，点击OK后生成图形如右图所示，从图中可以看到压控的线性度还是可以的，当Vtune＝3.75V时，振荡器的输出频率为1.796GHz。功率－频率曲线ADS使用小结VCO设计小结噪声分析也是振荡器设计的一个重要的方面。设计过程中必须明确要计算哪些噪声，并合理设置好噪声频率间隔。在电路中加入滤波器是为了增加频率的隔离度，但是此滤波器对于后来生成的压控曲线影响很大。不去掉滤波器而直接仿真得到的曲线并不是线性的，原因是滤波器的通带比压控的频率范围小，而去掉滤波器后生成的压控曲线的线性度很好，符合VCO的设计要求。思考题