ADS射频电路课程设计 - 混频器设计与仿真

b、PIFTone，是测量输出信号中中频信号频率成分的=dBm(mix(Vout,{-1,1,0}))功率值的测量方程。

c、ConvGain=PIFTone-RF_pwr，是测量混频器转换增益的测量方程。 d、IP3input=IP3output-ConvGain，是测量混频器输出三阶交调点的测量方程。 完成设置的测量方程控件如图35所示。

图35 完成设置的测量方程控件

（5）删除电路原理图中第1端口的功率源，并选择“Sources-Freq Domain”元件面板，从面板中选择一个Pn_Tone，并按下面内容对它的参数进行设置： a、 Freq[1]=RF_freq-fspacing/2，表示n次谐波功率源的输出频率[1]的频率

值为RF_freq-fspacing/2。

b、 Freq[2]=RF_freq+fspacing/2，表示n次谐波功率源的输出频率[2]的频率

值为RF_freq+fspacing/2。

c、 P[1]=dbmtow(RF_pwr)，表示n次谐波功率源的输出频率[1]的信号功率值为

dbmtow(RF_pwr)。

d、 P[2]=dbmtow(RF_pwr)，表示n次谐波功率源的输出频率[2]的信号功率值为

dbmtow(RF_pwr)。

完成设置的n次功率源如图36所示。

（7）双击谐波平衡仿真控制器，在参数设置窗口选择【Freq】选项卡，删除

RF_freq频率，然后分别添加RF_freq-fspacing/2和RF_freq+fspacing/2频率成分，并设置它们的最高次数为3。然后选择【sweep】选项卡，将【SweepVar】项清空。完成设置的仿真控制器如图37所示。

图36 完成设置的Pn_Tone 图37 重新设置的谐波平衡仿真控制器

（8）单击工具栏中的【Simulate】按钮进行仿真，并等待仿真结束。 （9）仿真结束后，在数据显示窗口中插入一个关于输出信号Vout功率谱密度的矩形图，如图38所示。

（10）改变图38中X轴的显示范围，并在得到的矩形图中插入两个标记，如图39所示，图中就是中频附近的各种频率成分。

（11）在数据显示窗口中加入一个关于输出三阶交调点IP3output和输入三阶交

调点IFinput的数据列表，如图40所示，从列表中可以看出混频器的输入三阶交调点和输出三阶交调点分别为7.790dBm和-7.296dBm。

0-50dBm(Vout)-100-150-200-2500246810121416freq, GHz

图38 输出信号Vout的功率谱密度

m2freq=200.1MHzdBm(Vout)=-35.0860-50dBm(Vout)m5freq=200.3MHzdBm(Vout)=-90.667m2m5-100-150-200-250199freq, MHzIP3output-7.296201IP3input7.790

图39 输入三阶交调点和输出三阶交调点 图40 输出信号在中频附近的频率成分

3.2、三阶交调点与本振功率的关系

下面分析三阶交调点与本振功率的关系，具体过程如下。

（1）双击谐波平衡仿真控制器，在参数设置窗口中选择【sweep】选项卡，重新设定【SweepVar】项为LO_pwr。

（2）单击工具栏中的【Simulate】按钮进行仿真，并等待仿真结束。

（3）在数据显示窗口中插入一个IF3input的矩形图，如图41所示，图中说明

了混频器的输入三阶交调点与本振频率的关系。

1510IP3input50-5-1002468101214161820LO_pwr

图41 输入三阶交调点与本振功率的关系 图42 完成设置的S参数仿真控制器

4、混频器的输入驻波比仿真

下面分析混频器的输入驻波比，具体过程如下。

（1）删除电路原理图中的所有控件和变量，以及电路图中本振输入和射频信号输入端口的功率源。

（2）选择“Simulation-S_Param”元件面板，并选择两个终端负载插入到电路原理图的本振输入端口和射频信号输入端口。

（3）在S参数仿真元件面板“Simulation-S_Param”中选择一个S参数仿真控制器，并插入到原理图中。

（4）双击S参数仿真控制器，按照下面内容设置参数： a、Start=3.2GHz，表示频率扫描的起始频率为3.2GHz。 b、Stop=4.4GHz，表示频率扫描的终止频率为4.4GHz。 c、Step=50MHz，表示频率扫描的频率间隔为50MHz。 完成参数设置的S参数仿真控制器如图42所示。

（5）从“Simulation-S_Param”元件面板中选择一个输入驻波比测量控件VSWR，并插入到原理图中。

（6）单击工具栏中的【Simulate】按钮进行仿真，并等待仿真结束。

（7）仿真结束后，系统弹出数据显示窗口，在数据显示窗口中插入一个关于

VSWR1的矩形图，并在矩形图中加入一个标记，如图43所示。从图中可以看出，当频率为3.8GHz时，输入驻波比为1.046。

2.22.0VSWR11.81.61.41.21.03.23.4m6freq=3.800GHzVSWR1=1.046m63.63.84.04.24.4freq, GHz

图43 混频器的输入驻波比曲线

五、设计总结