基于ads低噪聲放大器的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-18 15:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)一般為獲得最小噪聲而設(shè)計為接近最佳噪聲匹配網(wǎng)絡(luò)而不是最佳功率匹配網(wǎng)絡(luò)，而輸出匹配網(wǎng)絡(luò)一般是為獲得最大功率和最低駐波比而設(shè)計，所以，低噪聲放大器的輸入端總是存在某種 失配。這種失配在某些情況下會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，一般情況下，為了減小放大器輸入端失配所引起的端口反射對系統(tǒng)的影響，可用插損很小的隔離器等其他措施來解決。 反射 系數(shù) 由式 (3)可知，當 Γs = Γopt 時，放大器的噪聲系數(shù)最小， NF=NFmin，但此時從功率傳輸?shù)慕嵌葋砜?，輸入端是失配的，所以放大器的功率增益會降低，但有些時候為了獲得最小噪聲，適當?shù)臓奚恍┰鲆嬉彩堑驮肼暦糯笃髟O(shè)計中經(jīng)常采用的一種辦法。 放大器的動態(tài)范圍（ IIP3） 在低噪聲放大器的設(shè)計中，應充分考慮整個接收機的動態(tài)范圍，以免在接收 機后級造成嚴重的非線性失真，一般應選擇低噪聲放大器的輸入三階交調(diào)點 IIP3 較高一點，至少比最大輸入信號高 30dB，以免大信號輸入時產(chǎn)生非線性失真。 除以上各項外，低噪聲放大器的工作頻率、工作帶寬及通帶內(nèi)的增益平坦度等指標也很重要，設(shè)計時要認真考慮。 4 低噪聲放大器的設(shè)計方法 低噪聲放大管的選擇原則 對微波電路中應用的低噪聲放大管的主要要求是高增益和低噪聲以及足夠的動態(tài)范圍，目前雙極型低噪聲管的工作頻率可以達到幾個千兆噪聲系數(shù)為幾個分貝，而砷化鎵小信號的場效應管的工作頻率更高，噪聲系數(shù)可在 1 分貝以 下。 我們在選取低噪聲放大器管通?？梢詮囊韵聨讉€方面進行考慮： 1） 微波低噪聲管的噪聲系數(shù)足夠小工作頻段足夠高，晶體管的 fT一般要比工作頻率高 4 倍以上，現(xiàn)在 PHEMT 場效應管的噪聲系數(shù)在 2GHz 可在 左右，工作頻率高端可達到 6GHz。 2） 微波低噪聲管要有足夠高的增益和高的動態(tài)范圍 ,一般要求放大器工作增益大于10dB 以上 , 當輸入信號達到系統(tǒng)最大值時由放大器非線性引起的交調(diào)產(chǎn)物小于系統(tǒng)本身低噪聲，對于 ZXPCS 大基站項目由于最大輸入信號小于 44dBm，考慮到放大器 13dB 左右增益，我們選取 了 ATF34143 場效應管它的增益可達 15dB， OIP3 為 30dBm 左右。 輸入輸出匹配電路的設(shè)計原則 4 對于單級晶體管放大器的噪聲系數(shù)，如上式（ 3）所示，式（ 3）可以化成一個圓的表達式，即等噪聲系數(shù)圓。圓上每一點代表一個能產(chǎn)生恒定噪聲系數(shù) NF 的源反射系數(shù)。如要獲得需要的噪聲系數(shù)，只要在圓圖上畫出對應于這個噪聲系數(shù)的圓，然后將源阻抗匹配到這個圓上的一個點就行了。 實際設(shè)計中由于要兼顧到放大器的增益，通常我們不取最小噪聲系數(shù)。在對放大器進行單項化設(shè)計時（假定 S12＝ 0），轉(zhuǎn)移功率增益 GT 可以由如下公式表示 ： GT=G0G1G2 其中 2210 || SG ? 2111211 |1| ||1 SG ?? ??? ，2222222 |1| ||1 SG
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