射频电路专题实验 实验一 匹配电路仿真与设计
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第1篇一、实验目的1. 理解射频电路的基本组成和原理。
2. 掌握射频电路的调试方法。
3. 培养实际操作能力,提高对射频电路问题的分析和解决能力。
二、实验原理射频电路是指工作在射频频段的电路,主要用于无线通信、雷达等领域。
射频电路的主要功能是发射和接收电磁波信号。
本实验主要涉及射频电路的组成、工作原理和调试方法。
三、实验仪器与设备1. 射频信号发生器2. 射频功率计3. 射频测试天线4. 射频电路测试板5. 数字多用表6. 连接线、测试夹具等四、实验内容1. 射频电路的组成及功能2. 射频电路的调试方法3. 射频电路的性能测试五、实验步骤1. 射频电路的组成及功能(1)观察射频电路测试板,了解其组成及功能。
(2)分析射频电路中各个元件的作用,如滤波器、放大器、混频器等。
(3)掌握射频电路的工作原理。
2. 射频电路的调试方法(1)根据实验要求,搭建射频电路。
(2)使用射频信号发生器产生测试信号。
(3)利用射频功率计测量信号功率。
(4)调整电路参数,使信号达到最佳状态。
3. 射频电路的性能测试(1)测量射频电路的增益、带宽、噪声系数等性能指标。
(2)分析测试结果,评估射频电路的性能。
六、实验结果与分析1. 射频电路的组成及功能通过观察射频电路测试板,我们了解到射频电路主要由滤波器、放大器、混频器、本振电路等组成。
滤波器用于滤除不需要的频率成分;放大器用于放大信号;混频器用于将信号转换到所需频率;本振电路用于产生本振信号。
2. 射频电路的调试方法在实验过程中,我们通过调整电路参数,使信号达到最佳状态。
具体操作如下:(1)调整滤波器,使信号频率符合要求。
(2)调整放大器,使信号功率达到预期。
(3)调整混频器,使信号频率转换正确。
3. 射频电路的性能测试通过测试,我们得到以下结果:- 增益:20dB- 带宽:100MHz- 噪声系数:2dB分析:实验结果符合预期,说明射频电路性能良好。
七、实验总结1. 通过本次实验,我们掌握了射频电路的基本组成、工作原理和调试方法。
西安交通大学射频专题实验报告(一)匹配网络的设计与仿真实验目的1.掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理2.掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理3.掌握并(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理4.了解ADS软件的主要功能特点5.掌握Smith原图的构成及在阻抗匹配中的应用6.了解微带线的基本结构基本阻抗匹配理论信号源的输出功率取决于U s、R s和R L。
在信号源给定的情况下,输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k 。
当R L=R s时可获得最大输出功率,此时为阻抗匹配状态。
无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不可能使负载获得最大功率,且两个电阻值偏差越大,输出功率越小。
匹配包括:共轭匹配,阻抗匹配,并(串)联单支节调配器。
练习1.设计L 型阻抗匹配网络,使Zs=(46-j ×124) Ohm 信号源与ZL=(20+j ×100) Ohm 的负载匹配,频率为2400MHz.仿真电路图2. 设计微带单枝短截线线匹配电路,使MAX2660的输出阻抗ZS=(126-j*459)Ohm与ZL=50Ohm的负载匹配,频率为900MHz.微带线板材参数:相对介电常数:2.65相对磁导率:1.0导电率:1.0e20损耗角正切:1e-4基板厚度:1.5mm导带金属厚度:0.01mm仿真电路图仿真结果思考题1.常用的微波/射频EDA仿真软件有哪些?2.ADS, Ansoft Designer,Ansoft HFSS,Microwave Office, CST MICROWAVE STUDIO2.用ADS软件进行匹配电路设计和仿真的主要步骤有哪些?放置元件,连接电路图,参数设定,计算仿真。
3.给出两种典型微波匹配网络,并简述其工作原理。
L型阻抗匹配网络,π型阻抗匹配网络在RF理论中,微波电路和系统的设计(包括天线,雷达等),不管是无源电路还是有源电路,都必须考虑他们的阻抗匹配(impedance matching)问题。
电子科技大学通信射频电路实验报告学生姓名:学号:指导教师:实验一选频回路一、实验内容:1.测试发放的滤波器实验板的通带。
记录在不同频率的输入下输出信号的幅度,并绘出幅频响应曲线。
2.设计带宽为5MHz,中心频率为39MHz,特征阻抗为50欧姆的5阶带通滤波器。
3.在ADS软件上对设计出的带通滤波器进行仿真。
二、实验结果:(一)低通滤波器数据记录及幅频响应曲线低通滤波器幅频响应曲线(二)带通滤波器数据记录及幅频响应曲线频率/MHz 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4幅度/mV 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.006 0.006 频率/MHz 4.5 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 幅度/mV 0.006 0.0008 1.2 1.6 2.2 3 7.2 11.4 19.8 频率/MHz 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 幅度/mV 36.4 58 60 52.8 49.6 50 52.8 57.6 66.4 频率/MHz 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10幅度/mV 78.4 96 124 166 232 344 440 444 340 频率/MHz 10.2 10.4 10.6 10.8 11 11.2 11.4 11.6 11.8 幅度/mV 360 348 360 400 464 528 512 452 392频率/MHz 12 12.4 12.6 12.8 13 13.2 13.4 13.6 13.8 幅度/mV 340 288 290 276 218 148 94.4 64 44.8 频率/MHz 14 14.2 14.4 14.6 14.8 15. 15.2 15.4 15.6 幅度/mV 32.4 24 18.4 14.4 11.2 9 7.4 6 2.6 频率/MHz 15.8 16 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.5 18幅度/mV 2.2 2 1.4 1.2 1 1 1 0.006 0.004 频率/MHz 18.5 19 19.5 20幅度/mV 0.006 0.004 0.006 0.004带通滤波器幅频响应曲线三、仿真实验(一)设计步骤1.先设计带宽为5MHz,特征阻抗为50Ω,带宽为39MHz的LPF。
射频仿真与实验FTTP部邓红兵射频电路的仿真与实验结果有多大的差距?做过射频电路的人对这个问题是比较有兴趣的。
在光纤三向模块这个项目中我有幸对由0189构成的后放大器进行了仿真,在以后的时间里我又对该放大器进行了实验,将其中的一些体会记录下来。
下图是后放大器的电路图,场效应管是0189,该电路是一个典型的负反馈放大器,负反馈的作用是牺牲增益换取通频带。
原后放电路下面这图是该电路的仿真结果,我们看到增益是12db左右,标称增益是17db 左右,差5db是负反馈的结果。
输出反射在高端只有-12db左右,这在模块输出部分是不可以接受的。
鉴于输出反射不理想,对影响输出反射的几个元件进行了电路仿真,发现取消这几个器件比较好,下图是优化后的电路。
优化后电路下面是仿真的结果,我们看到在整个通频带内输出反射在-18db 左右,比起优化前有了很好的改善。
在优化过程中发现原电路的RLC 并联网络对频率高端的提升贡献比较小,反而使反射损耗在该点变坏。
在仿真过程中发现场效应管SHF0189其标称增益为17db,仿真和实验结果都为12db左右,为什么会少4~5db?为了扩展通频带加入了比较强的负反馈。
在去掉负反馈电阻后仿真其增益果然有17db,然而其输入反射非常差。
由此得出结论它是牺牲了增益换取通频带,我们看下面的仿真结果去掉负反馈电阻后来陈士龙应用到电路上测试实际结果与仿真差距很大。
当时我认为是仿真环境与实际电路环境的不同造成的,既我是对后放单独仿真,信号输入为75欧,而实际电路是整个系统,仅输出部分运用了仿真结果,而后放的输入并不一定是75欧,这是仿真与实际结果差距较大的原因。
在后来我要了一块电路板,将后放与前级部分断开,用75欧同轴电缆直接连接到网络分析仪的信号输出端,输出部分应用仿真的元件值,测试的反射结果与仿真很接近,调试了电路几种状态与仿真也很接近,说明仿真确实对实验具有指导作用,差距是由于实验环境与仿真模型造成的。
射频电路原理实验报告实验目的本实验旨在通过搭建射频电路原理实验平台,探索射频信号的特性,并了解射频电路中的基本元件和原理。
实验器材与材料- 射频信号发生器- 射频功率放大器- 直流电源- 变压器- 电感- 电容- 电阻- 示波器- 天线实验步骤1. 首先,将射频信号发生器和示波器正确接入电路,并设置合适的工作频率和幅值。
2. 接下来,通过变压器将输入信号的电压转换成合适的射频信号,并将其输入到射频功率放大器中。
3. 将射频功率放大器的输出信号连接到天线,以实现信号的无线传输。
4. 在示波器上观察到放大器输入和输出的波形,并记录相关数据。
5. 调整射频信号发生器和射频功率放大器的参数,观察波形的变化,进一步了解射频信号的特性和电路的响应。
实验结果分析通过观察示波器上的波形,可以看出射频功率放大器能够有效地将输入信号放大,并通过天线将信号发送出去。
随着射频信号发生器输出频率的增加,波形的周期性变化也能够清晰地观察到,表明电路对不同频率的信号具有不同的响应特性。
同时,我们还可以通过记录的数据计算出电路的增益,并与理论数值进行对比。
通过比较实际测量结果和理论预期,可以评估电路的性能和实验的准确性。
实验总结与心得通过本实验,我对射频电路的基本原理和电路中的元件有了更深入的了解。
通过搭建实验平台,我能够直观地观察到射频信号的特性,并掌握了调节参数以实现不同频率响应的技巧。
在实验过程中,我也遇到了一些问题,比如调节信号发生器的频率不够精确,导致波形的观察和数据的测量不够准确。
为了解决这个问题,我学会了合理选择仪器和参数,以获得更精确的实验结果。
总的来说,本实验对我进一步理解和掌握射频电路原理和实验方法有着重要的意义,也为我今后的学习和研究打下了坚实的基础。
参考文献- 《射频电路设计与实验指导书》- 《电子电路基础》。
摘要随着电子技术的迅猛发展和制造水平的不断提高,采用无线电和雷达技术实现的射频识别技术发展迅猛。
射频识别电子标签作为一种非接触式自动识别系统,它通过射频信号自动识别目标对象,并获取相关数据。
识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境,因此被广泛运用于现代生产生活的各方面。
本论文主要研究的是915MHz电子标签射频接口电路的设计与仿真。
电子标签接口电路主要包括发送、接收和公共电路,利用包络检波原理来实现对信号的调制与解调。
并利用Multisim电路仿真软件对电子标签电路进行绘制与仿真。
仿真结果表明:设计的电子标签射频接口电路基本达到了要求,完成了对信号的调制与解调。
故该电子标签射频接口电路可广泛应用于交通,物流,自动识别等领域,并具有很高的实用价值。
关键词:RFID,接口电路,Multisim,仿真AbstractAccompanied by the rapid development of electronic technology and the level of the continuous improvement of manufacturing,radio and radar technology used to achieve the rapid development of radio frequency identification technology.As a non-contact automatic identification system,Radio Frequency Identification RFID can discern target through the RF signal,and obtain the relevant data.No need for manual intervention to identify the work and it can work in a variety of harsh environment,so it can be widely used in modern production in all aspects of life.In this paper, the main research is 915MHz RFID RF interface circuit design and simulation.RFID interface circuit mainly include sending,receiving and public circuit,using the principle of envelope detection to realize the signal modulation and demodulation.Then use the Multisim circuit simulation software to draw the RFID circuit and simulation of the circuits.The simulation results show:design of radio frequency electronic tags interface circuit has basically reached the requirements to complete the signal modulation and demodulation.Therefore,the RFID radio frequency interface circuit can be widely used in transportation,logistics, automatic identification and other areas and have high practical value.Key words:RFID,Interface Circuit,Multisim,Simulation目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及其研究意义 (1)1.2 RFID射频识别技术国内外发展现状 (2)1.3 RFID射频识别技术应用及其优势 (2)第二章 915MHz电子标签射频接口电路的电路设计 (8)2.1 915MHz电子标签射频接口电路的电路总体设计 (8)2.2 射频接口部分具体电路设计及部分芯片选型分析 (12)第三章 RFID电子标签射频接口电路的Multisim仿真 (20)3.1 Multisim电路设计软件简介 (20)3.2 电源产生电路的Multisim仿真 (22)3.3 复位电路的Multisim仿真 (22)3.4 射频接口发送部分的Multisim仿真 (23)3.5 射频接口接受部分仿真 (25)第四章总结与展望 (29)4.1 结束语 (29)4.2 RFID电子标签的展望 (29)4.3 影响RFID标签应用的主要因素 (30)参考文献 (32)致谢 (33)声明 (34)第一章绪论1.1 课题研究背景及其研究意义RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象,并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。
《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言射频功率放大器(RF Power Amplifier,简称RPA)是无线通信系统中的关键部件,广泛应用于手机、电视、卫星通信等无线通信领域。
因此,设计和仿真射频功率放大器是无线通信技术领域的重要研究内容。
本文将介绍基于ADS(Advanced Design System)的射频功率放大器设计与仿真过程,以期为相关研究提供参考。
二、设计目标与要求在设计射频功率放大器时,需要明确设计目标与要求。
首先,根据应用场景和系统需求,确定射频功率放大器的频段、输出功率、增益、效率等关键指标。
其次,考虑到射频功率放大器的工作环境,需要具备良好的稳定性和可靠性。
最后,在满足性能要求的前提下,还需考虑成本、体积等因素。
三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件,广泛应用于射频、微波和毫米波电路的设计与仿真。
在射频功率放大器的设计与仿真过程中,ADS提供了丰富的电路元件模型、仿真算法和优化工具,可有效提高设计效率和仿真精度。
四、射频功率放大器设计与仿真1. 电路拓扑结构设计根据设计要求,选择合适的电路拓扑结构。
常见的射频功率放大器电路拓扑结构包括共源极、共栅极、推挽式等。
在ADS中,可以建立相应的电路模型,对不同拓扑结构进行仿真与比较,以确定最优的电路拓扑结构。
2. 元件参数选择与优化在确定了电路拓扑结构后,需要选择合适的元件参数。
这些参数包括晶体管、电容、电感、电阻等元件的数值。
在ADS中,可以通过仿真实验,对元件参数进行优化,以获得最佳的电路性能。
3. 仿真与分析利用ADS的仿真功能,对设计的射频功率放大器进行仿真与分析。
通过观察仿真结果,分析电路的性能指标,如增益、输出功率、效率、稳定性等。
根据仿真结果,对电路进行进一步的优化和调整。
五、实验结果与讨论在完成射频功率放大器的设计与仿真后,需要进行实验验证。
通过实际测试,对比仿真结果与实验结果,分析误差原因。
微波射频仿真实验报告一、实验室名称:微波、毫米波实验室二、实验项目名称:微波与射频电路仿真与设计实验三、实验学时:32学时四、实验原理:应用微波电路仿真软件ADS(Advanced Design System),完成给定的微波电路设计任务。
五、实验目的:掌握微波电路CAD的基本概念;了解现代微波电路CAD的基本组成;掌握ADS软件并进行微波电路的建模,仿真,优化和调试等任务。
六、实验内容:微波电路的基本概念;微波网络基本理论;ADS软件的使用方法。
上机操作:1.完成给定的微波器件设计;2.完成实验报告。
七、实验器材(设备、元器件):台式计算机70台;ADS 2009仿真软件;U盘(学生自备)。
八、实验步骤:Wilkinson功分器的设计本实验是利用εr=4.3,厚度h=0.8mm的介质基板,设计公分比是1:1的Wilkinson功分器,在中心频率处实现功率分配功能。
电路模型和参数均参考冯新宇编写的《ADS2009射频电路与仿真》。
之后进对电路行了优化仿真,并生成版图。
虽然带宽不作要求,但是通过不断优化后设计出来的功分器,其分配损耗、隔离度和输入输出端驻波比在较宽的频带内均有较好的特性。
a.设计指标设计一功分器,在f0=3GHz处实现最佳工作,带宽不作要求,并作出版图仿真。
注:本实验设计的是Wilkinson功分器,指标若用设计出来后的指标既是:通带2.9~3.1 GHz,公分比1:1,带内各端口反射系数S11、S22、S33小于-20dB,两端口隔离度S23小于-25dB,传输损耗S21小于3.1dB。
b.功分器简介在射频/微波电路中,为了将功率按一定比例分成两路或多路,需要使用功率分配器(简称功分器),在近代射频/微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛的使用功分器,而且通常功分器是成对使用的,现将功率分成若干份,然后在分别放大,再合成输出。
Wilkinson功分器的结构如图1所示,对于功率平分的情况,输入和输出口间的分支线特性阻抗=Z0,线长为四分之一线上波长,在分支线末端跨接一个电阻R,其值为2。
大连理工大学本科实验报告课程名称:射频集成电路设计实验学院(系):电子信息与电气工程学部专业:集成电路设计与集成系统班级:学号:学生姓名:成绩:2016 年 6 月 5 日目录实验一分立电容电感匹配仿真实验 (3)一、实验目的 (3)二、设计平台 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤 (3)五、原理图设计 (3)1、匹配电路原理图: (3)2、匹配过程及网络响应图: (4)3、匹配网络电路图: (4)4、SMITH原图及仿真结果: (5)实验二微带线单支短截线匹配仿真实验 (6)一、实验目的 (6)二、设计平台 (6)三、实验原理 (6)四、实验步骤 (6)五、原理图设计 (6)1、匹配电路原理图: (6)2、匹配网络电路图: (7)3、SMITH原图及仿真结果: (7)五、实验心得 (8)实验一分立电容电感匹配仿真实验一、实验目的使用ADS2011仿真软件,用分立的电容电感元件串并联构成无源网络,使负载阻抗和源阻抗共轭匹配,实现电路的最大功率传输。
二、实验平台ADS2011仿真软件三、实验原理在射频电路设计中,阻抗匹配十分的重要。
阻抗匹配的通常做法是在源和负载之间插入一个无源网络,使负载阻抗与源阻抗共轭匹配,这种网络称为匹配网络。
本次实验的目的是实现电路的最大功率传输,阻抗匹配的具体思路如下图所示,其中是看向负载的输入阻抗,是看向信号源的源阻抗,和共轭;是负载看向左边的输出阻抗,和共轭,则整个电路实现最大功率的传输。
但若没有设计中间的匹配网络,那么看向左边的阻抗是,看向右边的阻抗是,阻抗不共轭,产生反射信号,即有功率损失。
故电路设计当中需要在输入阻抗和输出阻抗中间插入一个匹配网络来实现阻抗变换,使变换成,使其与共轭,消除反射信号,实现最大功率传输。
由于分立元件在高频是会产生寄生效应,由其组成的匹配网络一般用于1GHz及更低的频段。
故本次实验的S参数网络的扫描频段为1MHz到100MHz。
如果要求匹配网络的工作频段在1GHz以上时,应采用为微带线的分布参数元件来实现。