8.2.2设计振荡器的偏置电路 

根据晶体管AT41411给出的资料，偏置网络的设计目标如下。 
◆ Vce=8V 。
◆ Ic=10mA 。

1.创建原理图 

在工作空间Oscillator中，创建一个振荡器偏置电路的原理图视窗，这个原理图视窗命名为Osc_1。

2.利用ADS元件库选取晶体管AT41411 

在ADS2013中查找晶体管AT41411的方法如下。 

（1）在ADS原理图视窗中，可以通过显示元器件库快捷按钮查询元器件。其功能是Display Component Library List，意为显示元器件库。 

（2）单击原理图工具栏中的显示元器件库快捷按钮，会弹出Component Library对话框。 

（3）在Component Library对话框中，输入要查找的内容，查找元器料AT41411。

（4）这时，在Component Library对话框中，出现晶体管pb_hp_AT41411_ 19921101，如图8.4所示。Pb_hp_AT41411_19921101就是查找的结果。

（5）选中pb_hp_AT41411_19921101，右健单击Place Component，可以将晶体管AT41411模型添加到原理图中或直接双击。

图8.4在ADS中查找晶体管AT41411 

3、搭建偏置电路 

（1）打开原理图Osc_1。 

（2）在元件库中，选择晶体管AT41411，将其插入原理图中。 

（3）在频域源Sources-Freq Domain元件面板上，选择直流电压源V_DC, 2次插入原理图中，将直流电压源分别设置如下 
①直流电压源SRC1设置为Vdc=-5V 
②直流电压源SRC2设置为Vdc=12V 

（4）在集总参数Lumped-Components元件面板上，选择电阻R插入原理图中，将电阻R1设置如下。 
①R1=300Ω
②将R1的电阻值设置为可优化，优化范围为200Ω到500Ω。设置对话框如图8.5所示。 

图8.5设置电阻R1的对话框

（5）在集总参数Lumped-Components元件面板上，选择电阻R插入原理图中，将电阻R2设置如下。

① R2=500Ω

②将R2的电阻值设置为可优化，优化范围为300Ω到1000Ω 。设置对话框如图8.6所示。

图8.6设置电阻R2的对话框

（6）在原理图的元件面板列表上，选择探测元件Probe Components项，元件面板上出现与探测对应的元件图标。在探测元件面板上，选择I_Probe元件插入原理图的画图区，I_Probe元件为电流指示表，用来指示插入点处的电流。

（7）在原理图的工具栏中单击地线按钮，将地线（GROUND）插入原理图中，让2个直流电压源V_DC接地，并让晶体管的基极接地。

（8）单击工具栏中的连接按钮，将原理图中的晶体管、2个直流电压源、2个电阻和电流指示表I_Probe连接起来，连接方式如图8.7所示。

图8.7偏置电路原理图

（9）在原理图中插入2个节点。

①单击原理图工具栏中的节点按钮，打开wire/Pin Lable对话框。在wire/Pin Lable对话框中输入节点名称Vcb，然后单击原理图中电流指示表与晶体管之间的连线，在原理图中插入节点Vcb。

②单击原理图工具栏中的节点按钮，打开wire/Pin Lable对话框。在wire/Pin Lable对话框中输入节点名称Veb，然后单击原理图中晶体管与电阻R1之间的连线，在原理图中插入另一个节点Veb。

4.优化偏置电路

下面优化电阻R1和电阻R2的取值，以期达到Vce=8V,Ic=10mA.在优化之前，首先需要添加优化控件和目标控件，当设置完优化控件和目标控件后就可以仿真了。

（1）在原理图的元件面板列表上，选择优化元件Optim/Stat/DOE项。在优化的元件面板上，选择优化控件Optim插入原理图的画图区；选择目标控件Goal插入原理图的画图区，共插入2个目标控件 Goal 。

（2）双击画图区优化控件Optim，打开Nominal Optimization窗口。在Nominal Optimization窗口中设置优化控件，设置优化控件的步骤如下

①选择随机Random优化方式。

②优化次数选择100次。

③其余的选项保持默认状态。

（3）下面设置目标控件Goal1。双击目标控件1打开设置对话框，设置如下。

①选择Expr为I_Probe1.i。选择目标控件的期望值为电流表的指示值。

②选择SimInstanceName=DC1。仿真控件选为DC1 。

③选择最小为9.99e-3。期望电流表的指示值最小值为9.99mA 。

④选择最大为10.1e-3。期望电流表的指示值最大值为10.1mA 。

⑤其余的选项保持默认状态。

设置对话框如图8.8所示。

图8.8设置目标控件1的对话框

（4）设置目标控件2。双击目标控件 2打开设置对话框，设置如下。

①选择Expr为Vcb。选择目标控件的期望值为Vcb。

②选择SimInstanceName=DC1。仿真控件选为DC1

③选择最小为7.18。期望Vcb电压值的最小值为7.18V

④选择最大为7.25。期望Vcb电压值的最大值为7.25V

⑤其余的选项保持默认状态。

（5）原理图中设置完成的优化控件Optim和目标控件Goal如图8.9所示。

图8.9设置完成的优化控件和目标控件

（6）在原理图的元件面板列表上，选择直流仿真Simulation-DC项。在直流仿真元件面板上，选择直流仿真控制器DC插入原理图中。直流仿真控制器DC如图8.10所示。

图8.10直流仿真控制器

（7）用于优化的偏置电路原理图如图8.11所示。

图8.11用于优化的原理图

（8）现在可以对原理图优化了。在原理图的工具栏中，单击优化图标进行优化。优化过程中弹出了Optimization Cockpit窗口，如图8.12所示，记录了优化的执行情况。优化结束后，单击Optimization Cockpit窗口中的Update Design按钮。优化后的电阻值如下。

①R1=417.7201799190847Ω。优化后的电阻值R1

②R2=478.2901876935935Ω. 优化后的电阻值R2

图 8.12  Optimization Cockpit窗口

（9）在原理图的各个节点上可以查看电压和电流值，查看的步骤如下。

①在原理图视窗中，执行菜单命令Simulate→Annotate DC Solution。

②偏置电路原理图上会自动显示各个节点处的电压和电流值，这时的偏置电路原理图如图8.13所示，可以看出偏置电路满足技术指标。

图8.13偏置电路上各节点的电压和电流值

（10）在原理图上，执行菜单命令Simulate→Clear DC Annotate，可以清除原理图上各个节点处电压和电流的标值。