基于ads宽带低噪声放大器的设计

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1、基于ADS宽带低噪声放大器的设计DesignofbroadbandlownoiseamplifierbasedonADS学科专业：集成电路工程研究生：刘晴晴指导教师：庄晴光教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十二月摘要宽带低噪声放大器一般用作各类无线电接收机的前端以及高灵敏度电子探测设备的放大电路中。宽带低噪声放大器的功能是在宽带内保证产生最低噪声的前提下，将信号进行放大。宽带低噪声放大器对宽带接收系统的噪声系数和接收灵敏度起着关键性的作用。本文首先对宽带低噪声放大器的国内外研究现状进行调研，然后介绍了宽带低噪声放大器的主要性能参

2、数和设计理论，最后基于ADS软件设计了一款两级级联的宽带低噪声放大器。本文选取ATF38143管芯进行设计，采用两级级联的电路结构，利用ADS2012对宽带低噪声放大器进行设计仿真。首先选取合适的的静态工作点，使晶体管具有较小的噪声和较小的功耗；然后进行单电源源极自偏置电路的设计，保证放大器可以正常工作；在分析了几种提高稳定性的方法后，选取源端串联微带线的方法提高电路的稳定性同时不会引入噪声；然后分析匹配Q值对于带频的影响；第一级放大电路采用以最小噪声匹配为主兼顾最大增益匹配标准进行折中设计，同时采用栅漏间并联负反馈改善增益平坦度；

3、由于负反馈电阻增加了噪声，提出场效应管并联来降低噪声的设计方案；级间匹配采取混合匹配网络实现平稳增益；输出匹配网络按照高增益匹配设计标准采用有耗匹配网络用以提高带宽，改善输出驻波比和增益平坦度，然后对整体电路图进行优化。采用上述的设计结构，对小信号模型和封装模型进行性能参数分析对比，进一步提升本文设计方案的说服力。利用封装模型对线性度进行分析，最后进行电路图版图设计及联合仿真，并提出测试方案。本论文中设计的宽带低噪声放大器的工作频带范围为0.5-3.5GHz，在工作频段内绝对稳定，噪声系数小于2dB，增益大于22dB，增益平坦度为

4、1dB，输入驻波比小于1.8，输出驻波比小于1.5，输出1dB压缩点在10dBm以上，达到了设计要求。关键词：低噪声放大器，负反馈，ADS，宽带，稳定因子IABSTRACTThebroadbandlow-noiseamplifierisgenerallyusedasvariousradioreceiverpre-amplifierandsensitiveelectronicdetectionequipmentamplifiers.Thebroadbandlow-noiseamplifierisguaranteedtoproducet

5、helowestnoisewhenthesignalisamplified.Thebroadbandlow-noiseamplifierplaysakeyroleinthenoiseandreceiversensitivityofthereceivingsystem.Firstly,thearticleintroducestheoverseasresearchstatusconcerningthewidebandlow-noiseamplifier,thendescribesthemainperformanceparametersa

6、ndthedesigntheory,finallydesignstwo-stagewidebandlow-noiseamplifierbasedonADS.Inthepaper,ATF38143chipandADS2012areusedtodesignandsimulatelow-noiseamplifierwhichisatwo-stageamplifiercircuitconfigurationcascade.Firstly,weselecttheappropriatequiescentpoint,thenasinglesupp

7、lybiascircuitisdesignedtoensuretheamplifierproperoperation;themethodofsource-sideseriesmicrostripisselectedtoincreasethestabilityofthecircuitwithoutintroducingnoise;thefirststageamplifiercircuitisdesignedwithaminimumofnoisematchingstandardsandamaximumofmatchingstandard

8、s,andusesparallelnegativefeedbacktoimprovegainflatness;parallelFETisusedtodecreasenoise;stagematchingnetworkisusedtoa