用ADS 设计介质振荡器

用ADS 设计介质振荡器用 ADS 设计介质振荡器
杨霖 顾忠诚
南京 210007 总参第 63 研究所

摘要 本文介绍了使用负阻法设计 9GHz 介质振荡器的实例 在设计过程中使用了 Angilent 公司的 Advanced System Design 软件 并对最终所设计的振荡器的性能进行了评估 关键词 负阻 介质振荡器 ADS

1 负阻振荡器理论基础

图1 在负阻振荡器设计中 负电阻可以通过使用带有适当反馈的三端口器件来方便地得到 图 1 示出了一个典型的负阻振荡器的框图 使之能够成为振荡器的首要条件是要保证该电路 处于不稳定的状态 RIN + RL < 0 (1) 其次 要保证该电路是一个能够稳定振荡的电路 继而必须满足以下条件 RIN + RL = 0 (2) XIN + XL = 0 (3) 基于以上理论 我们使用 ADS 设计和仿真负阻器件 以满足起振条件 即方程 1 设计谐振器电路以满足稳定振荡条件 即方程 2 和方程 3 最后再将两部分电路合并 用谐波平衡法对整个电路的性能在 ADS 中进行仿真

2 仿真器介绍
ADS 提供了多种仿真器 在振荡器的设计中 只用到了部分仿真器 我们在下面将给 予逐一的简单介绍 a. DC 仿真器 DC 仿真器用于仿真电路的直流性能 在本方案中用于设计负阻器件的直流偏置电路 b. S_Parameter 仿真器 S 参数仿真器用于计算电路的 S 参数 Y 参数和 Z 参数 在使用 S 参数仿真器时需要定 义起 止频率 此外 需要在所需测量的电路端口上添加电路端接电阻 本文中 S 参数仿 真器用于在设计负阻器件的过程中计算有源器件的输入阻抗 以及在谐振器设计的过程中检 验三个振荡条件方程 c. 谐波平衡仿真器 谐波平衡仿真器用于仿真振荡器电路的性能 需要设置相应的参数来定义所期望得到的 基频 在本方案中还要用到 OSC_PORT OSC_P