基于ads低噪声放大器的设计

基于ads低噪声放大器的设计内容摘要：

，输入匹配网络一般为获得最小噪声而设计为接近最佳噪声匹配网络而不是最佳功率匹配网络，而输出匹配网络一般是为获得最大功率和最低驻波比而设计，所以，低噪声放大器的输入端总是存在某种 失配。 这种失配在某些情况下会使系统不稳定，一般情况下，为了减小放大器输入端失配所引起的端口反射对系统的影响，可用插损很小的隔离器等其他措施来解决。 反射 系数 由式 (3)可知，当 Γs = Γopt 时，放大器的噪声系数最小， NF=NFmin，但此时从功率传输的角度来看，输入端是失配的，所以放大器的功率增益会降低，但有些时候为了获得最小噪声，适当的牺牲一些增益也是低噪声放大器设计中经常采用的一种办法。 放大器的动态范围（ IIP3） 在低噪声放大器的设计中，应充分考虑整个接收机的动态范围，以免在接收 机后级造成严重的非线性失真，一般应选择低噪声放大器的输入三阶交调点 IIP3 较高一点，至少比最大输入信号高 30dB，以免大信号输入时产生非线性失真。 除以上各项外，低噪声放大器的工作频率、工作带宽及通带内的增益平坦度等指标也很重要，设计时要认真考虑。 4 低噪声放大器的设计方法 低噪声放大管的选择原则 对微波电路中应用的低噪声放大管的主要要求是高增益和低噪声以及足够的动态范围，目前双极型低噪声管的工作频率可以达到几个千兆噪声系数为几个分贝，而砷化镓小信号的场效应管的工作频率更高，噪声系数可在 1 分贝以 下。 我们在选取低噪声放大器管通常可以从以下几个方面进行考虑： 1） 微波低噪声管的噪声系数足够小工作频段足够高，晶体管的 fT一般要比工作频率高 4 倍以上，现在 PHEMT 场效应管的噪声系数在 2GHz 可在 左右，工作频率高端可达到 6GHz。 2） 微波低噪声管要有足够高的增益和高的动态范围 ,一般要求放大器工作增益大于10dB 以上 , 当输入信号达到系统最大值时由放大器非线性引起的交调产物小于系统本身低噪声，对于 ZXPCS 大基站项目由于最大输入信号小于 44dBm，考虑到放大器 13dB 左右增益，我们选取 了 ATF34143 场效应管它的增益可达 15dB， OIP3 为 30dBm 左右。 输入输出匹配电路的设计原则 4 对于单级晶体管放大器的噪声系数，如上式（ 3）所示，式（ 3）可以化成一个圆的表达式，即等噪声系数圆。 圆上每一点代表一个能产生恒定噪声系数 NF 的源反射系数。 如要获得需要的噪声系数，只要在圆图上画出对应于这个噪声系数的圆，然后将源阻抗匹配到这个圆上的一个点就行了。 实际设计中由于要兼顾到放大器的增益，通常我们不取最小噪声系数。 在对放大器进行单项化设计时（假定 S12＝ 0），转移功率增益 GT 可以由如下公式表示 ： GT=G0G1G2 其中 2210 || SG  2111211 |1| ||1 SG   ，2222222 |1| ||1 SG。