射频选做实验2-有源器件的设计及实现-电路实现及测试

《射频选做实验2-有源器件的设计及实现-电路实现及测试》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、有源器件的设计及实现-电路实现及测试----低噪声放大器实验目的了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计，优化，仿真。掌握低噪声放大器的制作及调试方法。实验内容了解微波低噪声放大器的工作原理。使用ADS软件设计一个低噪声放大器，并对其参数进行优化、仿真。根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。低噪声放大器设计的基本原则低噪声放大器(LNA)位于射频接收系统的前端，其主要功能是将来自天线的低电压信号进行小信号放大

2、。前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大，它的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度，它的线性度将对整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。对低噪声放大器的基本要求是：噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定性好、足够的带宽和大的动态范围。低噪声放大器设计的基本原则放大器中放大管的选择一般来说选取低噪声放大管通常从以下2个方面进行考虑：微波低噪声管的噪声系数足够小，工作频段足够高，一般晶体管的fT一般要比工作频率高4倍以上。微波低噪声管要有足够高的增益和足够高的动态范围。输入输出匹配电路的

3、设计原则在设计时同样需要考虑到放大器的稳定性问题。低噪声放大器实现的步骤1、用ADS软件设计低噪声放大器。2、绘制电路板图。3、制作与调试。用ADS软件设计低噪声放大器直流偏置电路设计稳定电路设计噪声系数圆仿真根据噪声系数最小设计输入匹配电路根据功率增益最大设计输出匹配电路基于版图的仿真用ADS软件设计低噪声放大器晶体管直流工作点的扫描用ADS软件设计低噪声放大器晶体管S参数扫描用ADS软件设计低噪声放大器SP模型仿真设计用ADS软件设计低噪声放大器封装模型仿真设计（1）直流工作点的选择（2）偏置

4、电路的设计绘制电路版图仿真完成后要根据结果用Protel软件绘制电路版图，绘制版图时要注意以下几点：偏置电路的设计和电源滤波电路的设计。所用电路板是普通的双层板，上层用来绘制电路，下层整个作为接地。根据版图的大小尺寸要求调整功分器两边50欧姆阻抗线的长度，便于安装在测试架上在绘制版图时受加工精度的限制，尺寸精度到0.01mm即可，线宽要大于0.2mm。各个接地点要就近接地。由于制板时实际线宽往往要比设计线宽小0.01mm左右，在绘制版图时要考虑这个问题。低噪声放大器的制作与调试对照设计版图检查加工

5、好的微波电路板（包括微带线尺寸，电源输出，沉铜孔的位置等），并按照所用的电路元件表准备元器件。按照电路原理图进行焊接，首先焊接放大器的供电部分，通电检查电压正确后再焊接其他无源器件（电阻，电容，电感），最后将晶体管按正确方式焊接。在检查焊接无误后，将电路板安装到测试架上，接通直流电源测量放大器的直流工作点，并进行调整，使其满足设计要求。低噪声放大器的制作与调试对放大器的各项指标进行测试。需要测试的参数主要有以下几个S11，S22：输入、输出端的反射系数S21：传输系数，由此可测得放大器的增益噪声系

6、数将测试结果与仿真结果相比较，并看其是否满足设计指标。若不满足设计指标，则对结果进行分析后，通过调整元器件的参数（电容，电感，电阻的值），使其达到设计指标。思考题稳定系数为什么要在包括通带的全频域内满足条件？设计低噪声放大器的匹配电路和其它匹配电路有什么不同的地方？Sp模型能否进行I-V特性曲线仿真，仿真得到的结果能否代表这一器件的实际I-V特性？如果要减小低噪声放大电路的尺寸，可以采取哪些措施？