基于ADS的功率放大器设计实例与仿真分析二

2.3 输入/输出匹配设计

　　确定静态工作点和稳定电路后，需要对晶体管的输入和输出进行匹配设计，在本例功率放大器的设计中，出发点是输出大功率，一般是让晶体管工作在其额定输出状态，为了使器件工作在最佳状态，采用负载牵引和源牵引相结合的方法来设计输入/输出匹配网络。

　　通过在ADS中进行负载牵引和源牵引仿真找出在输出最大功率时的最佳阻抗。

　　首先，进行负载牵引仿真找出最佳负载阻抗来设计输出匹配电路，负载牵引仿真原理图如图6所示，仿真结果如图7所示。

　　图6 负载牵引仿真原理图

　　图7 负载牵引仿真结果

　　由图7可以得到在输出功率最大时，负载的最佳阻抗为3.004-j1.849，根据该阻抗值，采用分布参数与集总参数混合匹配的方法来设计输出匹配电路。

　　然后，将设计完成的输出匹配网络加入到功率放大电路中进行源牵引仿真，源牵引仿真的原理图与负载牵引图相似，源牵引仿真结果如图8所示。

　　图8 源牵引仿真结果

　　从源牵引仿真结果得到，在最大功率输出时源阻抗为11.503-j13.802;根据该阻抗值，采用与输出匹配网络相同的方法，利用Smith圆图进行源端的匹配设计，最后根据要求指标进行优化，使得放大器的增益和输出功率更加符合设计要求，经过优化后的功率放大电路如图9所示，仿真结果如图10所示。

　　图9 优化后的功率放大电路图