2.4GHz收發(fā)系統(tǒng)射頻前端的ADS設計
可得,系統(tǒng)總的IIP3=-9.75dBm。同樣在模擬設計環(huán)境下,對接收端進行預算仿真,仿真結果如表2所示。
從表2的仿真結果可以看出整個接收端的增益為17.205dB,假設接收天線接收到的信號為-30dBm,則接收到的中頻信號大小為-12.795dBm。中頻信號的仿真值略低于中頻接收端所需要的信號大小,這可以用驅動放大器來增加信號的大小。另外由仿真結果可以看出接收端總的噪聲系數(shù)為4.151dB,而計算出的結果為4.12dB。仿真的接收端的三階輸入截點為-10.124dBm,而計算出的為-9.75dBm。以上結果有一定的差異,該差異是由增益壓縮等因素所引起的。接收機的一個很重要指標是靈敏度,它定義為:在給定的信噪比的條件下,接收機所能檢測的最低輸入信號電平。靈敏度與所要求的輸出信號質量即輸出信噪比有關,還與接收機本身的噪聲大小有關。接收機的靈敏度可由下式計算得出:
假設接收機輸入端滿足共軛匹配,由源內(nèi)阻Rs產(chǎn)生的噪聲輸送給接收機的噪聲功率為其額定輸出,即:
假設Ta=290K,則NRS=-174dBm/Hz。所以靈敏度可表示為:
在本設計中,NF=4.12dB,B=6MHz,當(SNR)0,min=10dB時,由式(5)計算可得:pin,min=92.08dBm。接收機所接收的信號強弱是變化的,通信系統(tǒng)的有效性取決于它的動態(tài)范圍,即高性能的工作所能承受的信號變化范圍。動態(tài)范圍的下限是靈敏度,上限由最大可接受的信號失真決定。在本設計中考慮的是低噪聲放大器的輸入端的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍可由式(6)得到:
利用式(6)計算可得:DRF=51.58dB。
利用ADS軟件對接收端進行S參數(shù)仿真,該仿真可以用于測量各個器件的S參數(shù)等。在本仿真中,可以看成是當2~3GHz,以1MHz為步長的各個頻率分量通過該接收端時,接收端對各個頻率分量的增益或衰減大小的仿真。仿真模型及仿真結果如圖3,圖4所示。
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