基于a_ds的低噪聲放大器設計與仿真畢業論文(完整版)

　　

【正文】 ........................................................................... 21 直流分析 DC TRacing ............................................................ 21 偏置電路的設計 ........................................................................ 21 穩定性分析 ................................................................................. 22 噪聲系數園和輸入匹配 ............................................................. 22 最大增益的輸出匹配 ................................................................. 25 結論分析 ............................................................................................... 30 需要仿真源文件，請在空間留言 一、設計的 背景和目的 低噪聲放大器 在無線通信系統中，為了提高接受信號的靈敏度，一般在接收機前端放置低噪聲放大器用來提高增益并降低系統的噪聲系數。在工作頻率和信源內阻均給定的情況下，噪聲系數也和晶體管直流工作點有關。 VBIC 模型是 GummelPoon 模型的發展伸； MEXTRAM 模型零極點少，故比 Philips 模型收斂快。 1980 年提出的這種器件，近幾年來才有大量工程 應用。 微波晶體管放大器還在向更高工作頻率、低噪聲、寬頻帶、集成化和標準化發展。一般采用電感，電容或微帶線來完成匹配電路。 這種失配在某些情況下會使系統不穩定，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的影響，可用插損很小的隔離器等其他措施來解決。圓上每一點代表一個能產生恒定噪聲系數 NF 的源反射系數。微波管的 S21 代表電壓波的正向傳輸系數，也就是放大倍數。 2） 用鐵氧體隔離器 鐵氧體隔離器應該加在天線與放大器之間，假定鐵氧體隔離器的正向功率衰減微為 ?，反向功率衰減為 ?，且 ??1， ??1。 我們在選取低噪聲放大器管通常可以從以下幾個方面進行 考慮： 1） 微波低噪聲管的噪聲系數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，現在 PHEMT 場效應管的噪聲系數在 2GHz 可在 左右， 工作頻率高端可達到 6GHz。 圖 ATF54143 的封裝模型 ATF54143 的特征： 1. 高線性度 2. 增強型技術 3. 低噪聲系數 4. 優異的穩定性 5. 800 微米柵極寬度 6. 低成本的表面小封裝 SOT_343 7. 帶盤式包裝選擇 在本設計中選用的典型工作點為： VDS=3V,IDS=60mA。通常，過大的源極電感量值所帶來的邊緣效應表現為超高頻 端的增益值出現峰化及整體的合成振蕩。 偏置電路 射頻有源電路通常都需要提供直流供電網絡，使射頻有源器件能工作在特定的電壓電流下，在晶體管放大電路中，偏置電路為晶體管提供合適的靜態工作點，如果偏置 電路設計不當，會影響電路的功率增益、噪聲系數，甚至會導致放大電路的不穩定。通過電路分壓，從饋電電壓 Vdc分別使 Vds=3V， Vgs=，實現 ATF54143 工作于工作點。 用于低噪聲放大器的印制板應具有損耗小，易于加工，性質穩定的特點，材料的物理和電氣性能均勻（特別是介電常數和厚度），同時對材料的表面光潔度有一定要求，通常我們可以采用以 FR4（介電常數 4~5 之間），為基片的 板材，如電路要求較高可采用以氧化鋁陶瓷等材料為基片的微波板材，在 PCB 布板中則要考慮到鄰近相關電路的影響，注意濾波、接地和外電路干擾問題設計中要滿足電磁兼容設計原則。具體的電路由于集成到總電路里面，這里的相關電路最后給出結果。 在這里匹配的思路如下： 為了源全部輸出，因此必須無反射，即加輸入匹配網絡后等效輸入阻抗為50 歐姆，且從輸入匹配網絡輸出端看去，其等效阻抗 為得到最小噪聲系數阻抗的共軛值。（從這里可以得到：前面輸入端匹配的原理有些問題，參觀參考書也是如此） 其匹配圓如圖所示： 得到其輸出匹配電路： 至此，我們得到整體的放大器的原理圖如下： 由此，我們得到相關指標如下圖所示： 輸入駐波比： 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 51 . 0 4 . 0102030040f r e q , G H zSP3.VSWR1R e a d o u tm6m6f r e q =S P 3 . V S W R 1 = 1 . 0 9 02 . 4 6 0 G H z1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 51 . 0 4 . 010203040050f r e q , G H zSP3.VSWR2R e a d o u tm7m7f r e q =S P 3 . V S W R 2 = 1 . 5 3 22 . 4 6 0 G H z 最小噪聲系數： 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 50 . 0 4 . 01020304050060f r e q , G H zNFminR e a d o u tm1m1f r e q =N F m i n = 0 . 4 9 92 . 4 5 0 G H z 穩定性： 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 50 . 0 4 . 05 . 0 E 51 . 0 E 61 . 5 E 60 . 02 . 0 E 6f r e q , G H zSP1.StabFact1R e a d o u tm5m5f r e q =S P 1 . S t a b F a c t 1 = 1 . 0 1 72 . 4 6 0 G H z S 參數： 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 50 . 0 4 . 0 2 5 2 0 1 5 1 05 3 00f r e q , G H zdB(SP1.SP.S(1,1))R e a d o u tm2m2f r e q =d B ( S P 1 . S P . S ( 1 , 1 ) ) = 2 7 . 9 7 02 . 4 5 0 G H z0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 50 . 0 4 . 0 1 5 1 05 2 00f r e q , G H zdB(SP1.SP.S(2,2))R e a d o u tm4m4f r e q =d B ( S P 1 . S P . S ( 2 , 2 ) ) = 1 2 . 2 6 82 . 4 5 0 G H z 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 51 . 0 4 . 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 8 0 1 0f r e q , G H zdB(SP3.SP.S(1,2))R e a d o u tm8m8f r e q =d B ( S P 3 . S P . S ( 1 , 2 ) ) = 1