3 低噪声放大器的设计指标
下面提出所设计的宽带低噪声放大器需要考虑的指标：
(1)工作频带：2.4～2.5 GHz。工作频带仅是指功率增益满足平坦度要求的频带范围，而且还要在全频带内使噪声系数满足要求。
(2)噪声系数：FN< 0.7 dB。FN表示输入信噪比与输出信噪比的比值，在理想情况下放大器不引入噪声，输入/输出信噪比相等，FN=O dB。较低的FN可以通过输入匹配到最佳噪声匹配点和调整晶体管的静态工作点获得。由于是宽带放大器，难以获得较低的噪声系数，这就决定了系统的噪声系数会比较高。
(3)增益:13dB。LNA应该有足够高的增益，这样可以抑制后面各级对系统噪声系数的影响，但其增益不宜太大;避免后面的混频器产生非线性失真。
(4)增益平坦度为O.2 dB。指工作频带内增益的起伏，低噪放大器应该保持一个较为平坦的增益水平。由于是宽带放大器，使得增益平坦度比较小，应该在高频段匹配电路，使频带低端失配，从而改善放大器的增益平坦度。
(5) 驻波比：输入驻波比和输出驻波比不超过1.5。
4
4 设计方案
4.1 直流分析及偏置电路的设计
设计LAN的第一部是确定晶体管的直流工作点。在ADS中设计直流偏置电路，执行菜单命令File-New Design，在打开的对话框中的Schematic Dsign Temple中选择DC_FET_T。再在原理图中放置元件ATF54143，并将两者用导线连接。ATF54143直流偏置如图4-1所示
图4-1 ATF54143直流偏置电路
再设置直流偏置电路的空间参数。在ATF54143的datasheet中，如图4-2所
5
可以看到ATF541423的Vgs为0.4-0.7V。
图4-2 ATF54143电气性能最大限值
ATF54143直流偏置的仿真结果如图4-3所示。
图4-3 ATF54143支流特性图
从ATF54143的数据手册上可以看出噪声和Vgs和Igs的关系如图4-4所示，从而确定晶体管工作点。
6
图 4-4 ATF54143 直流偏置曲线
然后新建一个原理图，在该原理图中放置ATF54143和偏执晶体管控件，如图4-5所示。
图4-5 偏置电路原理图
4.2 稳定性分析
放大器稳定性的判定条件如下：
7
1?S11?S22?DK??12S11S22S11?1?S12S21S22?1?S12S2122222 (1)
(2) (3)
其中D?S11S22?S12S21 。K称为稳定性判别系数，K>1是稳定状态。只有当3个条件都满足时，才能保证放大器是觉得稳定的。
新建原理图，添加各种元器件并设置相应参数后，原理图如图4-6所示
图4-6 加入直流扼流和射频扼流的原理图
另外，放大器的直流和交流通路之间要添加射频扼流电路，它实质上是一个无源低通电路，式直流偏执信号（低频信号）能传输到晶体管引脚，而晶体管的射频信号（频率很高，在本设计中是2,4GHz的传输信号不要进入直流通路），实际上一般是一个电感，有时也会加一个旁路电容接地，在这里用扼流电感代替。同时，直流偏置信号不能传到两端端口，需要加隔直电容。通过仿真，我们可以得到最大增益和稳定系数K与频率的关系，如图4-7所示。
8
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库低噪声放大器的设计-射频课程设计(2)在线全文阅读。
相关推荐：