增益壓縮仿真主要用于計(jì)算非線性電路的增益壓縮點(diǎn)，包括1dB壓縮點(diǎn)、3dB壓縮點(diǎn)等。與三階交調(diào)點(diǎn)相同，這些也是衡量線性度的重要指標(biāo)。接下來的總結(jié)按照基本概念補(bǔ)充，壓縮增益仿真面板與仿真控制器、實(shí)例、實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行總結(jié)。

基本的概念

1dB壓縮點(diǎn)：放大器有一個(gè)線性動(dòng)態(tài)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續(xù)增加，放大器進(jìn)入非線性區(qū)，其輸出功率不再隨著輸入功率的增加而線性增加，也就是說，其輸出功率低于小信號增益所預(yù)計(jì)的值。通常把增益降到比線性增益低于1dB的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點(diǎn)，用P1dB表示。

3db壓縮點(diǎn)，是指相對于放大器的小信號增益，放大器增益減小3dB時(shí)的輸出功率。

增益壓縮仿真原理：增益壓縮仿真由用戶設(shè)定具體的壓縮點(diǎn)數(shù)值，將理想的線性增益曲線與實(shí)際的增益曲線比較，得出由電路非線性制造的理想輸出功率與實(shí)際輸出功率之間的差值。

在仿真過程中，增益壓縮仿真控制器根據(jù)用戶設(shè)定的增益壓縮點(diǎn)，繪制理想輸出功率與實(shí)際輸出功率曲線，直到二者的差值達(dá)到預(yù)定壓縮點(diǎn)時(shí)，仿真完成。用戶可以在仿真結(jié)束后得到到達(dá)壓縮點(diǎn)的輸入功率和輸出功率值。增益壓縮仿真的低噪聲放大器、混頻器、功率放大器等射頻非線性電路分析中應(yīng)用廣泛。

增益壓縮仿真面板與仿真控制器

1、標(biāo)準(zhǔn)增益壓縮仿真控制器（XDB）：主要設(shè)置電路包絡(luò)仿真的輸入基波頻率、最高次諧波頻率以及過采樣階數(shù)等內(nèi)容。

2、增益壓縮仿真選項(xiàng)控制器（OPTION）：設(shè)置增益壓縮仿真的環(huán)境溫度、設(shè)備溫度、仿真收斂性等，參數(shù)設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)S參數(shù)仿真控制器相同。

3、增益壓縮仿真掃描方案控制器（SWEEP PLAN）：設(shè)置掃描方案，對多個(gè)變量進(jìn)行掃描分析，參數(shù)設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)S參數(shù)仿真控制器相同。

4、參數(shù)掃描控制器（PARAMTER SWEEP）：設(shè)置增益壓縮仿真的掃描變量、仿真控制器等信息，參數(shù)設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)S參數(shù)仿真控制器相同。

5、節(jié)點(diǎn)名控制器（NodeSetByName）和節(jié)點(diǎn)設(shè)置控制器（NodeSet）

6、顯示模板控制器（Display Template）和測量公式控制器（MeasEqn）

7、線性預(yù)算控制器（BUDGET LINEARIZATION)

8、增益壓縮動(dòng)態(tài)范圍控制器（CDRange）

框圖如下：

實(shí)例

采用諧波平衡法仿真中的放大器電路進(jìn)行增益壓縮仿真，主要仿真電路的1dB壓縮點(diǎn)，與諧波仿真中得到的三階交調(diào)點(diǎn)比較，分析放大器的線性度特性。

實(shí)驗(yàn)步驟

和之前一樣，在前面實(shí)驗(yàn)的原理圖上進(jìn)行修改，刪掉不用的仿真控件和相關(guān)控件，增加壓縮仿真的仿真控件。

1、修改信號源，從“Source-Freq Domain”中選擇一個(gè)P_1Tone源，并對其進(jìn)行設(shè)置。這里設(shè)置的是固定值，信號強(qiáng)度和頻率固定。

2、在“Simulation-XDB”元件面板中選擇增益壓縮控制器。

3、對變量進(jìn)行定義和賦初值

4、完成設(shè)置后進(jìn)行仿真，看輸入輸出的功率，可以得出輸入輸出的功率都沒有變。

5、我們要得到的是對輸入功率進(jìn)行掃描，所以刪除原來的壓縮仿真控制器，將輸入功率的值改為dbmtow(RF_pwr)。從“Simulation-HB”元件面板中選擇一個(gè)諧波平衡法仿真器插入原理圖中，并對其進(jìn)行設(shè)置。頻率設(shè)置為2.4GHz，“Sweep”設(shè)置如下，表示掃描的是RF_pwr，線性掃描，起始能量是-40dBm到-10dBm，掃描步長是1dBm。

6、增加兩個(gè)公式，分別表示的是基波信號的功率和基波信號的放大倍數(shù)。

7、進(jìn)行仿真，輸出仿真結(jié)果。

從圖中就可以看出，當(dāng)m3比m2降低了1db，這時(shí)1dB壓縮點(diǎn)的輸入信號的功率為-11dBm，即1dB壓縮點(diǎn)是-11dBm，此時(shí)輸出的功率是m1標(biāo)記的-1.168dbm。同理，計(jì)算3db壓縮點(diǎn)。通過看1db壓縮點(diǎn)和3db壓縮點(diǎn)，3階交調(diào)點(diǎn)，對放大器的線性度進(jìn)行判斷，判斷其線性度是否良好。

好了，今天就總結(jié)在這里了。到這里，對ADS仿真的原理方法，基本仿真總結(jié)的差不多了，這些操作和步驟在后面的電路仿真中具有重要的作用。后一篇將對濾波器的原理、分類、設(shè)計(jì)仿真進(jìn)行總結(jié)。