宽带高线性低噪声放大器的设计

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1、摘要摘要低噪声放大器(LowNoiseAmplifier，简称LNA)是射频接收机中的关键部分，它的性能对整个接收机至关重要。有线数字电视调谐器系统受其采用的接收架构及信道调制方式的约束，对LNA的性能指标有着严格的要求。因此设计一个高性能的LNA不仅会提高调谐器的整体性能，而且还会降低系统信号链路上其它模块的设计难度。论文主要设计了一个应用在有线数字电视调谐器系统电路中的片外宽带高线性LNA电路。论文对LNA的设计理论进行了详细的阐述，包括阻抗匹配和使用S参数设计放大器的方法。针对有线数字电视调

2、谐器系统的技术要求，着重分析了提高LNA的增益平坦度和线性度的方法。论文设计的LNA采用双路负反馈拓扑结构，较好地改善了增益平坦度和线性度，同时借助ADS软件，分析了微带线、分立器件的寄生和容差对LNA性能的影响。为了检验LNA的实际性能，本文还给出了应用于有线数字电视调谐器系统中的LNA性能指标的测试方案。论文设计并实现了基于FR4印制电路板的宽带高线性LNA，其各项指标都能够很好地满足系统指标要求。在50MHz"-860MHz有线数字电视全波段内，增益约为10dB，增益平坦度小于1．3dB。L

3、NA的IIP3在频率800MHz处达到3．5dBm。将本文设计的LNA应用到调谐器系统中，成功接收到本地电视台有线数字电视节目，画面清晰流畅。关键词：低噪声放大器，宽带，高线性，负反馈，数字电视调谐器AbstractLowNoiseAmplifier(LNA)isthekeypartofRFreceiver．Itsperformanceiscriticallyimportantforthewholereceiversystem．Restrictedbythearchitectureoftherec

4、eiverandchannelmodulationmodeinCableDigitalTVtunersystem,LNA'sperformanceisstrictlyrequired．SoahighperformanceLNACannotonlyimprovetuner’sperformance，butalsoreducethedesigndifficultiesofothermodulesofthesystem．ThemainworkinthepaperistodesignabroadbandL

5、NAwithhighlinearity,whichwillbeusedinCableDigitalTVtunersystem．ThetheoriestodesigntheLNA，includingimpedancematchingandthemethodstodesignLNAusingSparameter,areanalyzedindetailinthepaper．ThemethodstoimproveLNA'sgainflatnessandlinearityaremainlyanalyzeda

6、ccordingtothetechnicalrequirementofCableDigitalTVtunersystem．LNAdesignedinthepaperusestwonegativefeedbacktopologiestoimprovegainflatnessandlinearity．Atthesametime，manyotherfactorsaffectingtheLNA'sperformance，suchasmicrostripelinesonPCBandparasiticeffe

7、ctandtoleranceofdiscretecomponents，areanalyzedbyusingADS．InordertoverifythepracticalperformanceoftheLNA，themeasurementschemesaboutLNAusedinCableDigitalTVtunersystemarealsoexpounded．AbroadbandLNAwithhighlinearitybasedonFR4PCBWasdesignedandproduced．Itsp

8、erformancemettherequirementofthesystem．Inthewholeoperatingfrequencyrangefrom50MHzto860MHz,ithadagainofabout10dBvariedbetween1．3dB．LNA'sIIP3reached3．5dBmat800MHz．CableDigitalTVprogramsfromlocalTVStationweresuccessfullyreceivedbythetunersystemus