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UHF宽带低噪声放大器设计方案解析

资料大小: 0.3 MB 所需积分: 1 下载次数: 用户评论: 0条评论,查看 上传日期: 2017-11-09 上 传 者: 徐起他上传的所有资料

资料介绍

标签:UHF(55)低噪声放大器(86)
 1 引言
  低噪声放大器(low-noise amplifier,简称LNA)是射频接收机前端的主要部件。它的增益、噪声、线性度等直接影响整个电路系统的性能。UHF频段从300~3000MHz,是当前无线通信应用比较集中的一个频段,如WLAN、GPS、GSM等等,所以该频段对射频模块电路的需求量大。本文利用EM/circuit 协同仿真设计了一款覆盖整个UHF频段的宽带低噪声放大器,给出了具体实例。
  2 LNA设计思路
  主要设计指标:频率500~3000MHz,增益≥14dB,平坦度±0.5dB,输入输出回波损耗》10dB,NF≤1.4dB,输出P-1≥14dBm,工作电压3.3v,电流《100mA。微波放大器根据功能可以分为低噪声放大器(LNA), 功率放大器(PA)和驱动放大器(Driver Amplifier)。对于低噪声放大器的设计,器件选择十分重要,以噪声系数为评价指标对器件排序如下:HEMT》JFET,MESFET》HBT》BJT》CMOS我们综合成本和性能的要求,选择Agilent的ATF-54143,它是HEMT,噪声系数很低,而且在3GHz时,MAG还有19.77dB (Vds=3V,Ids=20mA)。
  首先考虑放大器的稳定性,一般放大器不是全频带稳定的,将一个放大器简化为一个二端口网络,则无条件稳定条件可表示为:
   UHF宽带低噪声放大器设计方案解析
  从而可以得到输入和输出的稳定性判定因子及稳定系数分别为
   UHF宽带低噪声放大器设计方案解析
  (其中:Δ=S11S22 - S21S12)它们分别是源和负载端的稳定性判定因子,只要它们之中有一个大于1,另外一个也必然大于1,而且K也会大于1,此时放大器无条件稳定。对于LNA,电阻的出现会提高放大器的稳定性,降低放大器的增益,增加放大器的噪声,所以最好把稳定放大器的电阻放到输出端去,同时由于放大器一般是在某些频段不稳定的,这时可以对电阻元件引入并联或串联电容,使得电阻对某些特定频率进行较大衰减,这样将对不稳定频段的稳定性有所改善,同时尽可能少的影响其它频段的稳定系数K,这是因为

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