应用于saw+rfid中lna的设计与仿真new

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1、万方数据应用于SAWRFID中LNA的设计与仿真DesignandSimulationofLNAApplyinginSAWRFID邹金春李民权于欢(安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，安徽合肥230039)摘要采用厂商提供的实际分立元件模型，介绍了一种基于ADS软件设计仿真LNA的全过程，并时LNA的设计要点进行了分析，给出了电路仿真结果。设计出的LNA可用于915MHz声表面波射频识别读卡器，具有成本低、噪声低、增益高、稳定性高的优点。关键词：声表面波，射频识另4，低噪声放大器。ADSAbstractUsingtheactu

2、almodelofdiscretecomponentsprovidedbymanufacturers．introducedadesignoftheentireprocessofLNAbasedontheADSsimulation，andanalyzsthedesignfeaturesoftheLNA，giventheresultsofcircuitsimulation．Thede-signoftheLNAcanbeusedto915MHzSAWRFIDreader．Ithastheadvantagesoflow-cost，low—no

3、ise，highgainandhighstability．Keywords：saw．RFID，LNA．ADS声表面波射频识别(SAWRFID)是近年来兴起的一种新型自动识别技术，一个完整的系统至少包括阅读器和应答器两部分组成，它是由阅读器发送出高频询fⅡJ脉冲后经电子标签的叉指换能器转换为声表面波，通过刻在标签上的反射栅反射一系列卢脉冲再经叉指换能器转变成一系列高频脉冲串，被阅读器接收后进行信息处理从而达到自动识别的目的。SAWRFID读卡器的低噪声放大器(LNA)模块的优劣性将直接影响到系统的识别距离及误码率，因此设计一款高性能的L

4、NA模块是设计读卡器射频模块成功的关键。1设计过程理想化的LNA应当具有低功耗、低成本、高性能的特点。因此，设计时在满足应用需要的前提下同时兼顾考虑这三个方面的要求。特别是晶体管元器件的选择、直流偏置电路的设计、稳定性的判断以及匹配电路的设计对LNA的性能有着至关重要的影响。选择合适的晶体管元器件将达到事半功倍的效果，它直接决定了LNA的根本性能；直流偏置电路为LNA提供合适的工作状态，稳定性是器件正常工作的保证；匹配电路则优化了LNA的性能，下面分述这几部分设计仿真的要点。1．1晶体管元器件的选择所设计的LNA应用于915MHzSA

5、WRFID读卡器上，其主要技术指标设定为：工作频率915MHz，带宽26MHz，放大增益大于15dB，噪声系数小于1．5，输入输出电阻为5∞，5V电压源供电。为了满足应用需要并获得较低的噪声系数，适宜的功率增益以及高稳定性，一般选择特征频率比最高工作频率高3—5倍的晶体管。通过比较各大元器件生产商提供的数据表(datasheet)后，选择了NEC公司生产的2SC5006硅晶体管，该晶体管用于甚高频至特高频频段，具有较低噪声，较高增益，大的动态范围和良好的线性，并且成本相对低廉，其主要性能指标完全满足应用的需要。1．2直流偏置电路的设计

6、很多时候设计的器件在仿真时性能优越，却在制作测试后与仿真数据有较大的偏差，是因为设计电路中过多的采用了理想化的元器件。为使ADS设计的LNA性能更易于制作实现，采用NEC公司提供的晶体管封装模型，其它所需的电容电感电阻采用TDK和Panasonic公司下载的实际分立元件模型。由这些实际的元件模型组成设计工具箱(designkit)，完成LNA的设计。首先从元件库中调出晶体管2SC5006的封装模型作直流扫描分析，并确立合适的静态工作点。本文选择工作点为VCE=3V，IC=7mA，当使用5V电源供电时，设计偏置电路并作真流仿真分析，调谐

7、电路的偏置电阻使电路达到预期的工作点，并用实际电阻模型替换此时理想元件的电阻值，然后再次仿真，其直流偏置电路如图1所示。：：圈：圈oo+。一’’．+，r=cl‘Jde，j一‘。ahaeonIc。’‘‘’’··Nethstinclude·。Panasonic_Models向0603ERJ]’·-万方数据《工业控制计算机)2009年22卷第5期进入放大器造成振荡而无法工作。放大器的稳定性与晶体管的特性和直流偏置条件有密切的关系，LNA稳定的判断条件有多种，这些条件都是小信号S参数的函数，ADS软件为这些判断条件提供了测量控件，方便了我们判

8、断。其中一个判断两端El网络稳定性的充分必要条件是mu>l，mu的表达式如(1)式所示：mu=f7一Is。is}／{IS22-conj(S，，)·De舱l+Is口·岛I}(1)IS．．S．．I其中Delta=I。”。2l