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正文摘录:

赵翔等：三级微波宽带低噪声放大器的设计3.2放大器的噪声放大器的噪声和信号源的阻抗有关，输入匹配电路应该按照噪声最佳原则设计。但是在输入匹配电路做最佳噪声匹配时，放大器输入阻抗不一定恰好与信号源阻抗匹配，因此增益和噪声一般不能同时达到最佳，需要进行折中考虑。在多级放大电路中，由噪声系数公式…：F_F1+等+锭+..·(4)可以看出，决定电路噪声的主要是第1级放大电路，其他级的噪声影响依次减小。因此对多级电路的噪声优化主要在于第1级。3.3放大器的增益在多级LNA的设计中，前级电路更注重噪声，后级电路更注重增益。这样可以尽可能地满足低噪声下的高增益。对于带宽的要求，一般采用负反馈技术，在牺牲一部分噪声和增益的情况下增大带宽。4电路结构的设计与优化采用NEC硅锗晶体管2SC：5761建立电路结构。电路简化原理图如图1所示。fo—I图1三级低噪声放大器简化结构其直流参数对电路性能起决定作用。电源电压为2.8V，电路的功耗在46mw，其中第1级的集电极电流最大。Q，尺，，R。，R。构成一个开关网络，控制第1级的电流。正常工作情况下Q，关断。当输出端输入高电压时，Q开启并强制Ql关断，电路进入“休眠”状态，此时功耗降为16mW。在宽带范围内同时满足低噪声和低功耗是非常困难的Ⅲ。整个电路的3个级仅有一个电感L，，其值为6nH，因此芯片面积不大。根据多级I。NA的噪声原理，在噪声优化上主要放在第1级，为了限制电路的噪声，第1级是一个带有集电极基级反馈电阻的共射结构，反馈电阻Rs不会对噪声特性带来明显影响。第2，3级主要在于提高电路的带宽上，其中R，，R。是个射级负反馈结构，增大电路的带宽，同时决定了电路的直流偏置。虽然Rs处于Q={的射18级，对第3级噪声影响很大，但是根据多级放大器原理，对整个电路噪声影响很小。整个电路没有匹配电感、电容，完全借助各端的寄生参数实现输入、输出端的噪声、增益等指标的匹配，减小了电路的制造难度。5电路仿真及结果通过s参数及谐波平衡HB仿真得到了增益s。。、输入回波损耗S。、输出回波损耗S：。、输出端口的噪声系数、最小噪声系数以及1dB压缩点。增益及输入、输出回波损耗如图2和图3所示。由图可见，在0.5～6GHz范围内有一个平坦的增益，其中在2.4GHz其值为接近12.44dB，此时反向传输系数在一40dB以下。回波损耗在4GHz时最佳，达到一35dB以下。图2低噪声放大器的仿真增益图3低噪声放大器的输入、输出回波损耗输出噪声系数在2.4GHz时为1.117，与最小噪声系数很接近，说明电路噪声匹配很好。由}]armonic：BalaFIC(!控件仿真得到在2.4GHz时的1dB压缩点为一18dB。如图4，图5所示。一曼笔l图4输出噪声系数和最小噪声系数(下转第22页)