1、- 20 - 利用 ADS 設計電調移相器孔 飛(電子科技大學電子工程學院,四川 成都 611731【摘 要】 文章利用 ADS 仿真軟件高效快速的設計了一種應用于射頻預失真系統的電調移相器, 采用變容二極管作為相移 控制元件。仿真結果顯示該移相器能提供范圍較大的相移,并且幅度波動較小。【關鍵詞】 電調移相器;變容二極管;3dB 定向耦合器【中圖分類號】 TN702 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1008-1151(201008-0020-01(一引言頻譜資源的短缺使人們對頻譜利用率和功放的效率提出了越來越高的要求。改善功放線性度的方法通常有前饋和預失真幾種,模擬預失真技術是其中的一種,而

2、可調移相器是模擬預失真電路的重要原件,它的好壞直接影響了系統的線性化性能。文中利用 ADS 仿真設計了一種壓控移相器, 主要采用 3dB定向耦合器 和變容二極管,是一種低成本的設計方案。(二基本工作原理典型的可調移相器電路如圖 1, 端口 1為正交電橋的輸入 端,2為直通端,3為耦合端,4為隔離端。輸入信號進入電 橋后分為兩路,一路進入直通端 2,一路進入耦合端 3,2端 口和 3端口分別接變容管, 使進入兩路的信號分別被反射回 1和 4端口,這樣在 1端口的反射信號反相抵消,而在 4端口 的反射信號同相疊加。因此,端口 1的輸入信號由于變容管 的反射作用全部從端口 4輸出,通過改變變容管的電

3、抗就可 以使輸出信號的相位發生變化,這便是可調移相器的基本工 作原理。圖 1可變移相器電路(三電路設計1.變容二極管建模文中選用的變容二極管是 skyworks 公司的 SMV1245,其 電容隨電壓變化曲線如圖 2所示:根據 datasheet 里提供的 SPICE MODEL我們在 ADS 中建 立變容二極管模型并仿真,結果如圖 3所示。圖 2Capacitance vs Reverse Voltage 25 °C圖 3 SMV1245的 ADS 建模及仿真結果由上圖可知,在 ADS 里對 SMV1245建模,其仿真結果和 資料所給基本吻合。2.電調移相器的實現用 ADS 建立電

4、調移相器電路,如圖 4所示。圖 4 電調移相器仿真電路其中電容 C 1-C 4為隔直電容; 電容 C 5和 C 6為補償電容, 用 來補償電路的線性度;電感 L 1-L 4可以增加相移范圍,但電感 過量增加帶來變容管電容量變化減小以及整體移相范圍的縮 小,且導致線性度嚴重下降。可調移相器的仿真結果如圖 5所示。圖 5 電調移相器仿真結果可調移相器的端口反射系數和幅度衰減變化 (下轉第 45頁【收稿日期】 2010-04-29【作者簡介】 孔飛(1983- ,男,山東威海人,電子科技大學電子工程學院在讀碩士研究生,研究方向為微波電路。- 45 -觀眾的面前,牢牢的抓住了觀眾的視線。(1特寫畫面可

5、以調整畫面節奏。特寫給人一種近距離 仔細觀察的視覺感受,被攝主體被最大限度的表現在觀眾面 前,形成明顯的虛實對比,因而可以造成強烈的視覺效果。(2由于特寫分隔了被攝體和周圍環境的空間聯系,因 而常被用作轉場鏡頭。利用特寫畫面空間表現不確定和空間 方位不明確的特點,在場景轉換時,將鏡頭畫幅由特寫打開 至新場景,觀眾不會覺得突然或跳躍。經常在影片中可以看 到:前面講孩子的童年,孩子在學習、拿筆寫字的特寫,拉 開后變成一位中年科學家在設計圖紙。4.拍攝特寫鏡頭時應注意的問題(1構圖力求飽滿,盡可能剔除一切多余的形象。在對 被攝主體形象的處理上寧可大一點不要太小,嚴格控制環境 空間的范圍。(2控制好畫

6、面的曝光量,對過暗或者過亮的物體應該 用手動光圈將曝光量調到最合適的位置或調節燈光亮度。畫 面曝光的過度或者不足都會直接影響物體質感的細膩表現和 畫面色彩的飽和度,使特寫失去它應有的表現能力。在金 花茶片中拍攝花朵時,因花朵較小,花又是開在葉背后, 花面朝下,光線都無法照射在花面上,光線較暗。此時就要 充分利用特寫鏡頭表現晶瑩剔透的花蕾花瓣。在光線較暗的 情況下利用反光板補光,把 45度側逆光打出來,正面補光, 光比為 2:1或 3:1, 調整手動光圈到曝光合適, 此時金花茶的 形狀質感就栩栩如生的展現在了觀眾的面前。(六構圖構圖為表現作品的主要思想和美感,在一定的空間安排 與處理人物的關系和

7、位置,把個別的或局部的形象組成藝術 的整體。構圖要求有全局觀念,突出主體、畫面簡潔、形象 生動、影調與主題結合。1.運動構圖。 運動構圖是影視畫面構思的主要表現形式。 它由兩個因素組成:一是被攝對象運動,二是攝影(象機運動,有時兩者同時形成綜合的運動。運動會使構圖不斷發 生變化,攝影(象人員要根據變化的特點組織畫面。根據 情節內容或景物的特色因素來變化構圖。在運動構圖中,始 終要注意方向、速度和節奏的變化。2.靜態構圖。 靜態構圖即固定機位拍攝靜態對象,構圖 組合基本不變。靜態構圖多為單構圖形式,但由于光、色變 化使畫面產生多含義、多信息時,也可形成多構圖畫面。3.風景構圖。 風景構圖為無人物

8、的景色畫面。因此就稱 “空鏡頭”。它遵循一般的構圖原則,并選擇適當的光線條 件和天氣狀況進行拍攝,以創造影視所需畫面的效果。常用 以描述環境、季節變化、人物情緒、創造特定氣氛和暗示、 隱喻等,對劇情內容起烘托作用。風景構圖多散置于影視教 材各段落中,與特定劇情內容有內在的聯系,處理時應注意 上下鏡頭情節內容的貫穿及各組接因素的關系。在影視攝影 中,要特別著力運用各種造型表現手段對風景構圖進行氣氛 和情緒的渲染。在石漠化科普片中結尾就是應用了自然 風光構圖,搖攝遠處秀麗的山峰,中景是大面積的油菜花, 小村莊隱在桃花梨花中一幅美麗的田園風光,隱喻著石漠化 治理后生態環境的變化。4.多構圖。 多構圖

9、是畫面結構連續或間斷發生變化的構 圖形式,是影視區別于繪畫、照相等靜態造型藝術的重要特 點之一。由于攝影(象機和被攝對象的運動,影視畫面的 構圖結構可以不斷發生變化而產生多構圖形式。它不需要外 部組接,在一個鏡頭里以內部蒙太奇造型形式可以交待多種 含義,傳遞多種信息,因而多構圖加強了攝影藝術的表現力。 如;火龍果科普片中在拍攝豐收場面的戲中,就應用了 多構圖的手法,從特寫手摘火龍果鏡頭慢慢的拉出中景人物 半身再拉出全景三人在采收火龍果,鏡頭接著拉高搖出遠景 大面積的火龍果種植園。典型的畫面結構連續或間斷發生變 化的構圖形式。 (上接第 20頁 如圖 6,7所示。由以上結果可以看出,移相器端口反

10、射系數小于-18dB,滿足工程要求; 同時在 2.11GHz-2.17GHz 頻率范圍內實現 1320可調相位變化,而幅度衰減量為-1.61.9dB,平坦度為 0.15±dB。圖 6 電調移相器輸入輸出端口反射條件圖 7 偏置電壓變化對移相器幅度響應的影響(四結論文中利用 ADS 設計了一個工作于 2.11-2.17GHz 頻率范圍 內的電調移相器。該移相器主要由 3dB 定向耦合器和變容二 極管組成,該設計利用 ADS 先對變容二極管進行建模仿真然 后建立電路進行整體性仿真,仿真結果良好。實際電路中,采用 Anaren 公司的 3dB 耦合器 JP503和 skyworks 公司的變容二極管 SMV1245,所得結果與仿真結果 較為一致。【參考文獻】1 顧其諍.微波集成電路設計(第一版M.北京:人民郵電出版社,1978.2 Frost R D.GaAs MMIC voltagecontrolled Phase shifterMicrowaveJournal,1991:87-94.3 Y.Hau et a