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spectreRF中mixer的NF该如何仿真?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
spectreRF中NF该如何仿真?
网上搜到一篇国外的试验tutorial:www.ek.isy.liu.se/courses/tsek26/LAB2_Mixer_Tutorial.pdf
其中有两种方法进行NF仿真,一种是用psp+pss进行仿真,一种是pss+pnoise,
按照tutorial的两种方法仿真得到结果相差较大,第一种方法得到25dB,第二种得到结果19dB,两种结果该相信哪一个呢?仿真tutorial中是不是有什么问题?
另外,我用0.18um的工艺model,结果得到这样的NF,是不是太大了一些?
一团乱麻。

这个NF也太大了点吧
看看是不是输入端阻抗匹配的问题
把匹配做的好一点
再用这两种方法测一测
看看结果会不会好一些

记得以前用这两种方法做的时候结果是差不多的

我感觉问题应该是出在阻抗匹配的问题上面,正在想办法弄,先说一下我的想法,请大家指点啊!
原先的仿真,完全按照那份tutorial进行,但是里面没有匹配网络存在,具体可见下面测试方案图。
在这个测试方案中,rf信号经过balun转变为差分信号之后,经一个10n的大电容直接连到mixer的
跨导级,除此之外没有匹配网络的存在。
我的想法是,将rf级的balun换成类似LO端的VCVS电源,这样就可以认为电源的内阻为0,这样就
不会引入电阻匹配的问题。然后在跨导级的栅端加并联LC网络,其中C可以选值大一些以减弱mos
寄生电容的影响,并使该网络共振于rf信号频率,这样可以认为输入端的L C之间实现匹配,从而
实现RF端口的阻抗匹配。

mixer schematic


mixer test bench

你的 S11是多少? conversion gain是多少,工作在什么凭率a?
mixer 的NF 在15左右是常见的

是单边带噪声还是双边带噪声?

可以直接用port进行差分信号输入
同时作sp仿真 将输入匹配好

如果mixer是用在homodyne receiver中, 一般用DSB NF, 如果用在superhet中, 用 SSB NF.

强推用psp做mixer的matching network:
http://www.designers-guide.org/Analysis/diff-sp.pdf
但是今天发现用psp match好的一个upconversion mixer S22,不小心试了一下sp simulation 居然也能match的很不错 ?

说一下今天的改进结果
今天用pai型网络进行RF、lo端的匹配,得到两组数据
rf输入信号频率为2.45G,中频输出频率为2MHz

匹配网络1
rf端s参数s11=-21.9dB,当rf输入的plo为-10dBm时跨导输入端的输入差分信号幅度为67.6mV
在此匹配网络的作用下,conversion增益为12.6dB,NF为25.2dB

匹配网络2
rf端s参数s11=-43.4dB,当rf输入的plo为-10dBm时跨导输入端的输入差分信号幅度为101mV
在此匹配网络作用下,conversion增援为6.24dB,NF为31.56dB

有一点进步的地方是,采用psp仿真得到的结果与pnoise仿真得到的结果相同,这是以前没有的。
仍然存在问题的是,NF显然还是比较大,咋回事呢?还有就是两种不同的匹配网络得到的结果不同,如何解释呢?

另外,楼上说推荐的那篇文章我也看过,只是想用来实现单端到差分的转化,没想到用做匹配网络,明天试一下

请大家多多指点,多谢!

信号输入能量也太大了吧~100mV?


100mV只是做瞬态仿真看波形的时候用,做噪声分析的时候RF信号设置为-50dBm

你的matching network是怎么做的, and gm of your transistor?
很怪异啊,这么大的gain 而这么高的NF. 你加了IF buffer吗?

matching network 在rf+ rf- lo+ lo-各用一个π(pai)型网络实现,;
在if+ rf-输出端,各采用一个下变换L匹配网络。

跨导管mos的gm,直流工作点仿真的结果大约为20m

整个mixer的电流为4mA

IF buffer?没有加,需要加吗?加什么样的buffer?

thanks!

做psp+pnoise仿真
它会告诉你电路中噪声主要由哪些部分引起的
比如是r f 管的gate noise还是id noise对噪声贡献比较大
pnoise仿真都能给出的

id noise ? 沟道噪声?
pnoise能给出这种具体指示吗,看mannul上pnoise的输出功能也就是输入输出噪声、噪声系数这些,能说得再详细一些吗?
多谢!
今天突然想,为什么要采用匹配网络呢?
在实际电路中,为了传输能量的需要,我们要采用各种匹配电路来实现端口匹配;
在mixer的仿真中采用匹配网络是什么用意呢?粗略的想,对于一个port元件,希望他加到mixer差分输入端或者LO输入端的
差分信号能量为PORT元件参数设置中的信号能量,只要能满足这个条件,那么这个匹配网络就是成功的。
利用这个原则,考虑一下我昨天做的pai型网络,rf PORT里面设置为-10dBm,但是加到mixer rf 差分输入mos的信号幅度为
67mV左右,这样的匹配网络显然是不成功的。
再考虑最开始的tutorial,如果采用VCVS这样的理想电压源,这样不就是最准确的匹配网络?这又何必再去搞什么匹配网络呢?
一点想法,请大家多多指教!
thanks!

rf差分输入幅度只有67mV不代表你的输入不匹配
关键是你还要看输入端看到的阻抗 结合阻抗才能算出mixer输入端的能量
如果能量还是-10dBm 那么你的匹配就没问题
至于pnoise仿真 不是在direct plot里面看噪声贡献的
是在print里面 你找找好了
我也说不大清楚 呵呵~

我觉得仿真中的匹配和实际电路中的匹配有些区别。

在实际电路中,为了更好的将电源能量传送给mixer,将电源电阻与电路的输入阻抗匹配,这样才能将最大的能量传送到mixer里面。
但是在仿真中,pnoise分析里面,gain的定义为Vout/(Erms/2),其中Erms为信号源的开路电压。因此,仿真中如果电源port的
电阻为50ohm,幅度为-10dBm,那么只有当mixer的输入电压为100mV时仿真得到的结果才是正确的。
一点想法,请大家多多指点!

thanks!

dsaffref

进来学习一下。

进来学习一下!值得研究啊

为了测试,mixer是需要匹配的。采用的匹配应该在现实中可行才对

Mixer的NF仿真和测试都不需要匹配!
IIP3的仿真和测试需要50ohm匹配是为了保证Port或者信号源的功率就是Mixer的输入功率。
如果不匹配,仿真值和测试值需要加3dB。

谢谢小编哦

请问一下,PSS+PNOISE仿真以后的结果里面,PNOISE results,noise figure 和NFdsb有什么区别?什么时候应该用前者什么时候应该用后者呢?NF ieee又是什么意思呢?不吝赐教,万分感谢。

应该说的是单端吧?

又没有信元了,回回帖。

最近做这个,顺便来看看

学习一下

maybe you have already worked out it , congratualation!

学习了!

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