2.4GHz收發(fā)系統(tǒng)射頻前端的ADS設(shè)計與仿真

　　三階截點IP3定義為三階互調(diào)功率達(dá)到和基波功率相等的點，此點所對應(yīng)的輸入功率表示為IIP3，此點所對應(yīng)的輸出功率表示為OIP3。根據(jù)三階互調(diào)截點的級聯(lián)式：

　　可得，系統(tǒng)總的IIP3＝－9．75dBm。同樣在模擬設(shè)計環(huán)境下，對接收端進(jìn)行預(yù)算仿真，仿真結(jié)果如表2所示。

從表2的仿真結(jié)果可以看出整個接收端的增益為17．205dB，假設(shè)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(qū)動放大器來增加信號的大小。另外由仿真結(jié)果可以看出接收端總的噪聲系數(shù)為4．151dB，而計算出的結(jié)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(jié)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(jī)的一個很重要指標(biāo)是靈敏度，它定義為：在給定的信噪比的條件下，接收機(jī)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(zhì)量即輸出信噪比有關(guān)，還與接收機(jī)本身的噪聲大小有關(guān)。接收機(jī)的靈敏度可由下式計算得出：

　　假設(shè)接收機(jī)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(jī)的噪聲功率為其額定輸出，即：

　　假設(shè)Ta=290K，則NRS=-174dBm／Hz。所以靈敏度可表示為：

　　在本設(shè)計中，NF=4．12dB，B=6MHz，當(dāng)(SNR)0,min=10dB時，由式(5)計算可得：pin,min=92．08dBm。接收機(jī)所接收的信號強(qiáng)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(shè)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(jìn)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(dāng)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(jié)果如圖3，圖4所示。