实验5 ADS系统级仿真
实验目的：
1.了解收发信机的基础知识；
2.掌握利用ADS中行为级模块进行系统级仿真的方法。
①使用如滤波器、放大器、混频器等行为级的功能模块搭建收
发信机系统。
②运用S参数仿真、交流仿真、谐波平衡仿真、瞬态响应仿真
等仿真器对收发信机系统的各种性能参数进行模拟检测。
实验内容：
5.1 收发信机的基础知识
5.2 外差式接收机的系统级仿真
5.1 收发信机的基础知识
1.接收机
接收机将通过信道传播的信号进行接收，提取出有用信号。接收机一般具有接收灵敏度、选择性、交调抑制、噪声系数等性能参数。
接收机的实现架构可分为：超外差、零中频和数字中频等。
接收机各部分的作用和要求如下：
①射频滤波器1（FP Filter1）
选择信号频段、限制输入信号带宽、减小互调失真。
抑制杂散信号，避免杂散响应。
减少本振泄漏，在频分系统中作为频域相关器。
②低噪声放大器（LNA）
在不使接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益。
抑制后续电路的噪声，降低系统的噪声系数。
③射频滤波器2（FP Filter2）
抑制由低噪声放大器放大或产生的镜频干扰。
进一步抑制其他杂散信号。
减少本振泄漏。
④混频器（Mixer）
将射频信号下变频为中频信号。
是接收机中输入射频信号最强的模块，其线性度极为重要，同时要求较低的噪声系数。
⑤本振滤波器（Injection Filter）
滤除来自本振的杂散信号。
⑥本振信号源（LO）
为接收机提供本地振荡信号。
⑦中频滤波器（IF Filter）
抑制相邻信道的干扰，提供选择性。
滤除混频器产生的互调干扰。
如果存在第二次变频，需要抑制第二镜频。
⑧中频放大器（IF AMP）
将信号放大到一定的幅度，供后续电路（如数模转换器或解调器）处理。
通常需要较大的增益并实现增益控制。
2.发射机
发射机是一个非常重要的子系统，无论是语音、图像，还是数字信号，要利用电磁波传送到远端，都必须使用发射机产生信号，然后经调制放大送到天线。
发射机一般具有频率、带宽、功率、辐射杂散等性能指标参数，发射机的实现架构可分为：超外差、零中频和数字中频等。
由于要将接收信号分为同相和正交两路，所以本振信号也要分为两路，一路直接和接收信号混频，一路先经移相器移相90°，再进入混频器混频，所以还要用到移相器和功率分离器，它们都可以从System-Passive palette中找到的。
中频部分分两条支路，每条都由一个信道选择带通滤波器和基带放大器级联而成。
最后在中频输出端加入端口Term2和Term3。
①接收机频带选择性仿真
②接收机信道选择性仿真
③接收机系统预算增益仿真
④接收机的下变频分析
⑤接收机的相位噪声分析
⑥本振输出功率对接收机性能的影响
●估算接收机射频前端电路通带中心频率S21的最大值。
●画出S21的仿真结果图形，并用光标标出通带中心频率（2.14
GHz）的值。
●用Delta Marke标出在偏离中心频率70MHz处S21的值。
●观察通带内的波动情况，分析通带内的波动最大值。
信道选择功能主要由中频滤波器完成，对于这里的直接下变频方案就要靠基带低通滤波器来实现，接下来进行信道选择性的仿真。仿真的电路图就是完整的接收机原理图。
此处利用一个交流功率源来模拟通过天线进入接收机的射频信号。输入功率和信号频率在变量V AR中赋值，这里用的是接收机所能接收的最低信号电平-108dBm，因此将基带信号放大器的增益定为增益66dB。
从下图中可以看到，中心频率2.14GHz处的增益为96dB，为系统的最大增益；邻道抑制达到了36.9dB；通频带宽为4MHz，一般接收的信息都集中在离中心频率2MHz的范围内，因此不会导致接收到的信号产生较大的失真；通带内的波动不大于0.1dB。
通过这个仿真我们将看到系统总增益在系统各个部分中的分配情况。
预算增益仿真在谐波平衡分析以及交流分析中都可以进行，但如果在交流仿真中进行的话，混频器不能是晶体管级的。因为这里进行的是行为级仿真，混频器的非线性特征是已知的，所以此处就用交流分析来进行仿真。
输入端选择：Port1
输出端选择：Term1（因为I/Q两支路的增益分配完全相同，故任意仿真其中的一条即可）
点击Generate和Highlight就可设置好预算路径，同时系统将自动生成预算增益方程。预算增益路径在电路图中高亮显示。
在原理图中加入BudGain Component，将其设置为如右图所示即可。
仿真结束后，选择显示BudgetGain1。Y轴为BudGain1，但图中并没有任何曲线生成。如果在Y轴的BudGain1后键入[0]后，增益预算曲线就出现了，这是因为预算增益仿真必须明确指定频率，这里只有唯一的频率2.14GHz，也就是频率数组中的第1个，故[0]是必须的。