通過一個(gè)GSM源放大器仿真實(shí)例學(xué)習(xí)電路包絡(luò)仿真的基本方法和技巧

電路包絡(luò)仿真主要應(yīng)用于調(diào)制信號(hào)系統(tǒng)的仿真中，是一種對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行快速、有效分析的仿真算法。本篇將介紹ADS的中的電路包絡(luò)仿真，主要包括包絡(luò)仿真原理、仿真控制器等內(nèi)容，之后通過一個(gè)GSM源放大器仿真實(shí)例使讀者學(xué)習(xí)電路包絡(luò)仿真的基本方法和技巧。

電路包絡(luò)仿真原理

電路包絡(luò)仿真再進(jìn)行仿真分析時(shí)，將調(diào)制信號(hào)分別歸納至?xí)r域和頻域進(jìn)行處理，這使得該仿真方法可以同時(shí)對(duì)信號(hào)的時(shí)域和頻域特性同時(shí)進(jìn)行輸出。

在時(shí)域和頻域的分析中，電路包絡(luò)仿真采用不同的分析方法。在時(shí)域中，直接采用瞬態(tài)仿真的方法，對(duì)信號(hào)進(jìn)行直接處理；在頻域中，對(duì)具有高頻分量的信號(hào)，采用諧波平衡方法進(jìn)行仿真。這種時(shí)域和頻域結(jié)合的仿真方法，有效提高了高頻載波調(diào)制信號(hào)的仿真精度，同時(shí)也大大減小了仿真時(shí)間。

因此，針對(duì)以上特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，電路包絡(luò)仿真和仿真調(diào)制信號(hào)的電路和系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，例如，自動(dòng)增益控制環(huán)路、鎖相環(huán)電路、混頻器以及壓控振蕩器。

電路包絡(luò)仿真面板與仿真控制器

ADS中的電路包絡(luò)仿真面板如圖所示，其中包含了電路仿真所需的各類仿真控制器，以下對(duì)其進(jìn)行分別介紹。

1、標(biāo)準(zhǔn)電路包絡(luò)仿真控制器（ENV）：在電路包絡(luò)仿真控制器中主要設(shè)置電路包絡(luò)仿真的輸入基波頻率、最高次諧波頻率、時(shí)域仿真時(shí)間以及采樣階數(shù)等內(nèi)容。

2、電路包絡(luò)仿真選項(xiàng)控制器（OPTIONS）：在該控制器中可以設(shè)置電路包絡(luò)仿真的環(huán)境溫度、設(shè)備溫度、仿真收斂性等，參數(shù)意義與S參數(shù)仿真控制器中的定義相同。

3、電路包絡(luò)仿真掃描方案控制器（SWEEP PLAN）：設(shè)置掃描方案，對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行掃描分析，參數(shù)意義與S參數(shù)控制器中的定義相同。

4、參數(shù)掃描控制器（PARAMETER SWEEP）：在控制器中可以設(shè)置電路包絡(luò)仿真的掃描變量、仿真控制器等信息，參數(shù)意義與S參數(shù)仿真控制器的定義相同。

5、節(jié)點(diǎn)名控制器（NodeSetByName）和節(jié)點(diǎn)設(shè)置控制器（NodeSet）：設(shè)置電路的掃描變量、相關(guān)節(jié)點(diǎn)名稱。

6、設(shè)置模板控制器（Display Template）和測(cè)量公式控制器（MeasEqn）：顯示模板控制器用于在數(shù)據(jù)顯示窗口中顯示預(yù)定的顯示模式，測(cè)量公式控制器用于在原理圖中插入電路參數(shù)計(jì)算的公式。

電路的包絡(luò)仿真實(shí)例

采用諧波平衡法仿真中的放大器電路進(jìn)行電路包絡(luò)仿真，主要觀測(cè)GSM源放大器電路的包絡(luò)波形、帶內(nèi)頻偏和信道內(nèi)功率。

實(shí)驗(yàn)步驟

這個(gè)實(shí)驗(yàn)是基于ADS_sim的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真的，首先要復(fù)制這個(gè)原理圖，新建”ENV_sim”原理圖，并粘貼在“ENV_sim”中。

包絡(luò)仿真的信號(hào)源是”GSM”信號(hào)源，信號(hào)源的選擇在”Source-Modulated”中，包絡(luò)仿真用到“Simulation-ENC”這個(gè)面板中的仿真控制器。帶有”Source”開頭的就是與源有關(guān)的元件面板，以“Simulation”開頭的就是仿真控件的面板。

1、將原來的源改為GSM這個(gè)源，進(jìn)行設(shè)置

這里要注意Power一定要設(shè)置為dBm，不然也會(huì)出現(xiàn)效果，但是效果特別奇怪，我開始的時(shí)候沒有設(shè)置為dbm，仿真效果如下，但是會(huì)出現(xiàn)警告，效果不對(duì)，改正之后就好了。

改正之前的包絡(luò)是這樣的，很不好。

2、將原來的仿真控件去掉，添加包絡(luò)仿真的控件

3、可以看到新增加了很多變量，還需要對(duì)變量進(jìn)行定義。

4、在GSM信號(hào)源的輸出端添加端口為bit輸出端，輸出端添加標(biāo)簽為“bitout”

5、設(shè)置完成之后進(jìn)行仿真，顯示頻率與輸出vout的關(guān)系圖，和書上一樣。

通過雙擊輸出線，對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，得到輸出信號(hào)的包絡(luò)波形。

這是它的包絡(luò)圖。

6、原理圖窗口中加入公式，baseband=diff(unwrap(phase(vout[1]))/360),解調(diào)出來的波形如下圖。

7、計(jì)算信道的功率，插入公式：limits_freq={-(270kHz/2),(270kHz/2)}，和channel_pwr=10*log（chaanel_power_vr(vout[1],50,limits_freq,”Kaiser”))+30.最后顯示的時(shí)候顯示一個(gè)表格就可以求出功率的值，之前有提到過。求出在功率的帶寬在-(270kHz/2)到270kHz/2之間的信號(hào)功率是-6.966dBm。

這樣就完成了對(duì)GSM源放大器電路的電路包絡(luò)仿真的流程。

8、最后的電路圖和仿真結(jié)果如下圖：

好了今天就在這里了，希望對(duì)大家有幫助。本打算至少一周2更，上周一直在看示波器，后面清明節(jié)我又回了趟家，印象中好多年沒有好好在家里呆，沒有好好看下家里人，沒有好好和大家聚會(huì)，這次終于可以了。昨天是工作日看示波器看了一天，后面做ADS總是有錯(cuò)誤，所以就拖后了，這周爭(zhēng)取把上周沒學(xué)的補(bǔ)回來，爭(zhēng)取早點(diǎn)學(xué)以致用。