低雜訊放大器課程設計

『壹』 射頻低雜訊放大器設計需要注意哪些問題 對片上電感有什麼要求

首先要選擇Fmin合適的管子，計算判斷穩定性，若不穩定，換管子。
輸入肯定適配，要看看需要加隔離器不。
輸出要匹配和，保證增益。

『貳』 設計低雜訊放大器需要考慮s22嗎

從系統的雜訊系數 noise figure 和信噪比來考慮的，對 noise figure 系統雜訊影響最大和起決定作用的是版混頻器之前的器件，也就是權LNA和BPF(帶通)，lna雜訊系數要盡量小，bpf插損要盡量小。
具體可以查雜訊系數 noise figure 的公式來理解。
接收機前段接收到的的信號是小，但是不見得就要用很大增益的管子，提高增益是在中頻段；
放大器的雜訊大了，會影響雜訊系數，但是放大器的位置決定影響程度，中頻放大器，對雜訊的貢獻很小，但是混頻前，影響很大

『叄』 功率放大器、低雜訊放大器、射頻放大器和普通放大器的區別都有哪些

功率放大器是一個比較寬的定義：其功能是提升信號的功率，即輸出信號功率專比輸入信號大，當然不同屬應用中對功率「大」的定義是不同的。
功率放大器所放大的信號不同決定了功率放大器本身的不同。如音響中用的功放屬於音頻功放，放大射頻（約1MHz~1000MHz）信號的功放稱為射頻功放，等等。

放大器是更寬的一個定義，所有輸出量比輸入量大的裝置都可以稱為放大器。所謂普通也要看怎麼個普通法，不同的應用會有成百上千種放大器了。低頻模擬信號中最常用的運輸放大器，一般是對電壓或電流進行放大，不用了傳輸功率（能量）。

低雜訊放大器是指放大器雜訊系數很低（例如小於1dB）的放大電路。在射頻微波領域，需要針對雜訊系數做最佳匹配，對於增益和功率傳遞特性要有所犧牲。雜訊系數的概念樓主可以網路或翻翻教科書。

『肆』 微波低雜訊放大器設計用什麼軟體

一般常用的是 ADS（Advanced Design System），可以做場模擬和路方針。當然頻率如果很高，那可以結內合HFSS（High Frequency Structure Simulator）進容行聯合模擬。

『伍』 低雜訊放大器

微波低雜訊放大內器容
http://www.fjronggao.com/weibo/proshow.asp?id=37

『陸』 低雜訊放大器的設計指標，是如何給出的，像雜訊系數＜，增益＜，增益平坦度＜，輸入輸出駐波比 等等~

我們有模板，或者幫你完成。

『柒』 低雜訊放大器的原理

低雜訊放大器的原理：

1. 隔離器：主要用於高頻信號的單向輸入，對於反向的高頻信號進行隔離，同時對各埠的駐波進行匹配。

2. 低雜訊管：ATF54143，利用管子的低雜訊特性，減少模塊的內部雜訊，降低低雜訊模塊的雜訊電平，使整機的接收靈敏度提高。

3. 放大管：進一步放大高頻信號 。

4. 限幅組件：包含由PIN管組成壓控的衰減電路（ALC），由HMC273組成的數控衰減電路（ATT）。

5. 檢波組件：對模塊的輸出功率由MAX-4003晶元構成的檢波電路檢測出輸出功率的大小。

6. 限幅運算電路：由檢波組件對高頻信號的檢測出的功率大小的輸出直流電壓進行運算，對限幅電路進行控制。

低雜訊放大器，雜訊系數很低的放大器。一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設備的放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的雜訊對信號的干擾可能很嚴重，因此希望減小這種雜訊，以提高輸出的信噪比。

由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用雜訊系數F來表示。理想放大器的雜訊系數F=1（0分貝），其物理意義是輸出信噪比等於輸入信噪比。現代的低雜訊放大器大多採用晶體管、場效應晶體管；微波低雜訊放大器則採用變容二極體參量放大器，常溫參放的雜訊溫度Te可低於幾十度(絕對溫度)，致冷參量放大器可達20K以下，砷化鎵場效應晶體管低雜訊微波放大器的應用已日益廣泛，其雜訊系數可低於2分貝。放大器的雜訊系數還與晶體管的工作狀態以及信源內阻有關。在工作頻率和信源內阻均給定的情況下，雜訊系數也和晶體管直流工作點有關。為了兼顧低雜訊和高增益的要求，常採用共發射極一共基極級聯的低雜訊放大電路。

應用：
雜訊放大器(LNA)主要面向移動通信基礎設施基站應用，例如收發器無線通信卡、塔頂放大器(TMA)、組合器、中繼器以及遠端/數字無線寬頻頭端設備等應用設計，並為低雜訊指數(NF,NoiseFigure)立下了新標竿。目前無線通信基礎設施產業正面臨必須在擁擠的頻譜內提供最佳信號質量和覆蓋度的挑戰，接收器靈敏度是基站接收路徑設計中最關鍵的要求之一，合適的LNA選擇，特別是第一級LNA可以大幅度改善基站接收器的靈敏度表現，低雜訊指數也是關鍵的設計目標。

『捌』 射頻低雜訊放大器的設計與模擬 的英文文獻 帶翻譯！或者相關的英文文獻！

從天線接收的微弱信號由處於射頻接收機前端的放大器進行放大，因此要求該放大器具有一定的增益和較小的雜訊系數。

本文藉助Agilent公司的射頻電路設計軟體ADS(Advanced Design System)進行輔助設計一款高增益低雜訊放大器(LNA)，並對其進行了模擬驗證。

1 射頻放大器的組成

單級射頻放大器的組成如圖1所示，包括射頻晶體管放大電路和輸入、輸出匹配網路三部分。2 射頻放大器的設計

2．1 晶體管的選擇

選擇好晶體管器件對低雜訊放大器的設計至關重要。

根據工作頻率、增益和雜訊系數等指標要求，同時考慮到設計、模擬時便於得到相應的元器件模型，最終選用Avago公司的高電子遷移率晶體管(E-PHEMT)ATF-58143來進行設計(可以在Avago公司的網站上下載到ATF-58143的元件模型)。

2．2 偏置電路的設計

設計LNA首先需要確定靜態工作點，利用ADS中的「DC_FET_T」的模板可以很方便地模擬出其輸出特性曲線。再參考ATF-58143的datash eet，可以確定當Vds=3 V，Ids=35 mA時，各項設計指標滿足要求。

確定靜態工作點後，就要確定偏置電路的形式和參數。不需人工計算，藉助ADS中的設計向導工具(DesignGuide→Amplifier→Tools→ Transistor Bias Utility)可以輕易完成。因為ADS所提供的元件數值是非標稱的，所以需要設計者用與ADS提供的數值接近的標稱元件進行替代。偏置電路及各點靜態參數如圖2所示。2．3 穩定性分析及改善

晶體管絕對穩定的條件是K>1，|△|<1。其中：

如果這兩個條件不能同時得到滿足，電路將存在潛在的不穩定和振盪的可能。對上述偏置條件下的晶體管進行穩定性模擬分析發現，在要求的工作頻段內其穩定系數K<1，不滿足絕對穩定的條件。
通過引入負反饋的方式可以改善電路的穩定性，同時也能夠拓展工作帶寬。在輸出端和輸入端之間串聯RC電路引入負反饋，其中的R需要滿足條件：

同時在兩個源極加上小的電感引入負反饋進一步改善穩定性，該電感的值需反復調節後方能確定。
對引入負反饋後的電路再次模擬，其工作頻帶內穩定系數K>1，滿足絕對穩定條件。

2．4 最小雜訊系數的輸入匹配電路設計，最大增益的輸出匹配電路設計
如果輸入匹配電路和輸出匹配電路使射頻器件的輸入阻抗Zin和輸出阻抗Zout都轉換到標准系統阻抗Zo，即Zin=Zo，Zout=Zo(或，如圖1所示)就可使器件的傳輸增益最高。但輸入、輸出匹配時，雜訊並非最佳。當ΓS=Γopt時，可以得最小的雜訊系數。 利用ADS可以很方便地繪制出等功率增益圓和等雜訊系數圓，如圖3所示。從圖中可以看出，如果從m2點匹配到標准系統阻抗，將可以使電路獲得最大的增益；如果從m3點匹配到標准系統阻抗，將可獲得最小的雜訊系數。顯然最大增益和最小雜訊系數不可同時得到。對於低雜訊放大器，首要的是考慮最小雜訊系數，因此對m3點進行匹配。借用ADS的自帶工具「Smith Chart Utility Tool」進行，只要在其中設置好頻率、源阻抗和目標阻抗值，就可以設計出所需要的輸入匹配電路。

在輸入端匹配完成以後，在原理圖中加入阻抗測量控制項測出輸出阻抗，再次使用「Smith Chart Utility Tool」將輸出阻抗匹配到標准系統阻抗，就可得到最大增益的輸出匹配電路。
當輸出端的匹配完成後，因為改變了從輸入端向里看的等效阻抗Zin，輸入端的回波損耗會變差。為此，可以採用優化控制項對輸入端和輸出端的匹配電路進行同時的優化改進，也可以使用Tunig工具進行調節。

2．5 最終電路及模擬結果分析

匹配及優化後的電路如圖4所示，電路中各元件的作用分別是：C6、L6是輸入匹配電路；C7、L7是輸出匹配電路；L1、L5、C3、R5是反饋元件；L3、L4是扼流電感；C4、C5是隔直耦合電容；C1、C2是旁路電容。


需要說明的是，反饋電感L1、L5和匹配電路中的元件C6、L6、C7、L7等因為數值較小，在工程中常用微帶線來代替。 模擬結果如圖5所示。其工作帶寬達500 MHz，中心頻率處增益接近20 dB，輸入輸出反射損耗小於-10 dB，雜訊系數小於0．5 dB，穩定系數大於1。如果斷開反饋電路後再次模擬，會發現增益有所加大，但穩定系數將小於1，放大電路將不能正常工作。

3 結論

通過射頻低雜訊放大器的設計與模擬，可以看到使用ADS輔助設計電路，理論計算簡單，設計過程快速，參數修改容易，驗證方便，縮短了設計周期，提高了設計精度，在工程中具有實用價值。

After determine the static working point, shall determine the form and the parameters of bias circuit. Do not need artificial calculation, with the aid of ADS in the design wizard tool (DesignGuide - Amplifier - > Tools - Transistor Bias, the Utility) can be done easily. Because the ADS provided by the component values are nominal, so designers need to use with the ADS provide alternative values close to the nominal elements. Bias circuit and some static parameters as shown in figure 2.

2.3 stability analysis and improvement

Transistor is K > 1, the absolute and stability of the | delta | < 1. Among them:

If the two conditions cannot be satisfied at the same time, there will be potential instability and oscillatory circuit. Transistor of the bias conditions stability simulation analysis found that the stability coefficient within the required working frequency band K < 1, can not meet the needs of absolute stability conditions.

By introcing feedback on ways to improve the stability of the circuit, but also can extend working bandwidth. Between the output and the input series RC circuit is introced into feedback, of which R need to meet the conditions:

In both the source and small inctance is introced into feedback to further improve the stability, the value of the inctance to repeatedly adjust the rear can be determined.

Introction of negative feedback circuit simulation again, within its working frequency stability factor K > 1, meet the absolute stability condition.

2.4 minimum noise factor input matching circuit is designed, the biggest gain of the output matching circuit design

If the input matching circuit and the output matching circuit of rf devices Zin the input impedance and output impedance Zout impedance Zo are transformed to the standard system, namely the Zin = Zo, Zout = Zo (or, as shown in figure 1) to make a device transport the highest gain. But when input and output matching, noise is not the best. When Γ S = Γ opt, could get the minimum noise figure.

ADS can be easily draw power gain and noise coefficient, as shown in figure 3. Can be seen from the diagram, if from m2 point impedance matching to the standard system, will be able to make the circuit gain maximum gain; If impedance matching to the standard system, from the m3 point will be minimal noise coefficient can be obtained. Obviously the biggest gain and the minimum noise figure cannot get at the same time. For low noise amplifier, the first is to consider the minimum noise figure, and so on m3 point matching. Use ADS bring tools "Smith Chart the Utility Tool", in which as long as the set frequency, source impedance and the target impedance value, can the input matching circuit design need.

In the input matching is complete, add impedance measurement control measure in principle diagram output impedance, again using "Smith Chart the Utility Tool will impedance, output impedance matching to the standard system can get the maximum gain of the output matching circuit.

When the output matching is completed, because has changed from the input to see the equivalent impedance Zin, will get poor return loss at the input. For this purpose, the optimal control can be used for the input and the output matching circuit optimization to improve at the same time, also can use Tunig tools.

2.5 the final circuit analysis and simulation results

Matched and optimized circuit as shown in figure 4, the role of each element in the circuit are respectively: C6, L6 is input matching circuit; C7, is about the output matching circuit; L1, L5, C3, R5 is feedback element; L3, L4 is choke inctance; C4, C5 is the direct coupling capacitance; C1, C2 is the bypass capacitor.

Feedback to be sure, inctance L1, L5 and matching circuit element in C6, L6, C7, about because small amounts, such as microstrip line to replace the commonly used in engineering.

The simulation results as shown in figure 5. Its working bandwidth of 500 MHz, the center frequency close to 20 dB gain, input and output return loss is less than 10 dB of noise coefficient is less than 0.5 dB, stability factor greater than 1. If disconnect again after feedback circuit simulation, will find the gain increased, but the stability coefficient will be less than 1, the amplifying circuit will not work properly.

3 conclusion

Through radio frequency low noise amplifier design and simulation, can see use ADS auxiliary circuit design, the theoretical calculation is simple, rapid design process, parameter modification easy, convenient, shorten the design cycle,

『玖』 低雜訊放大器輸入端和輸出端匹配原則是什麼阻抗匹配的目的是什麼

低雜訊放大器是按雜訊最佳匹配進行設計的，雜訊最佳匹配點並非最大增益內點。輸入輸出容匹配時輸出最大。此時雜訊並非最佳，而有一些失配才能使雜訊最佳。 1.在優先滿足雜訊小的前提下，提高電路增益，即根據輸入等增益圓、等雜訊圓，選取合適的ΓS ，作為輸入匹配電路設計依據。 2.輸出匹配電路設計以提高放大器增益為主， Γout = Z0 （ΓL = Γ2*） 3.滿足穩定性條件 4.結構工藝上易實現 阻抗匹配是為了減小反射。