宽带平衡式低噪声放大器的研究与设计

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1、第４１卷第１期应用科技Ｖｏｌ．４１，№．１２０１４年２月ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ．２０１４ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－６７１Ｘ．２０１３０４２１网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１１９１．Ｕ．２０１３０７０４．１１２４．００１．ｈｔｍｌ宽带平衡式低噪声放大器的研究与设计刘文豹，杨自强，陈涛电子科技大学电子工程学院，四川成都６１１７３１摘要：为解决低噪声放大器设计时带宽和驻波的问题，提出一种结合平衡放大结构和负反馈

2、技术设计宽带低噪声放大器的方法。采用ＡＴＦ３８１４３晶体管，利用ＡＤＳ软件对其进行匹配优化，以自偏压的形式提供负压简化电路，通过并联谐振电路调节增益平坦度，设计出一个工作在１．５～２．５ＧＨｚ内、端口驻波小于１．４，噪声系数优于０．５５、最大增益大于１４ｄＢ、带内增益平坦度优于２ｄＢ的宽带低噪声放大器，很好地解决了低噪声放大器的带宽和驻波问题。关键词：平衡放大；负反馈；宽带；低噪声放大器；噪声系数中图分类号：ＴＮ７１０．３文献标志码：Ａ文章编号：１００９⁃６７１Ｘ（２０１４）０１⁃００２２⁃０４Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄ

3、ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄｂａｌａｎｃｅｔｙｐｅｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒＬＩＵＷｅｎｂａｏ，ＹＡＮＧＺｉｑｉａｎｇ，ＣＨＥＮＴａｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１１７３１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄｓｔａｎｄｉｎｇｗａｖｅｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｌｏｗ⁃ｎｏｉｓｅａｍｐ

4、ｌｉｆｉｅｒ，ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｂｒｏａｄｂａｎｄｌｏｗ⁃ｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｂａｌａｎｃｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｎｅｇａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＡＴＦ３８１４３ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｗａｓａｐｐｌｉｅｄ，ＡＤＳｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｎｅｇａｔｉｖｅｖｏｌｔａｇｅｗａｓｐｒｏｖｉ

5、ｄｅｄｉｎｓｅｌｆ⁃ｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄａｐａｒａｌｌｅｌ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｒｅｓｏ⁃ｎａｎｃｅｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｒｅｇｕｌａｔｅｔｈｅｇａｉｎｆｌａｔｎｅｓｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｂｒｏａｄｂａｎｄｌｏｗ⁃ｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｗｏｒｋｓｕｎｄｅｒ１．５～２．５ＧＨｚ，ｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇｗａｖｅａｔｐｏｒｔｌｅｓｓｔｈａｎ１．４，ｎｏｉｓｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｏｒｅｔｈａｎ０．５５，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｇａｉｎａｂｏｖｅ１４ｄＢａｎ

6、ｄｔｈｅｇａｉｎｆｌａｔｎｅｓｓｉｎｓｉｄｅｂａｎｄｍｏｒｅｔｈａｎ２ｄＢ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｌａｎｃｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｎｅｇａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋ；ｂｒｏａｄｂａｎｄ；ｌｏｗ⁃ｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ｎｏｉｓｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ随着雷达技术和无线通信技术的快速发展，对反馈结构实现宽带放大、提高稳定性，通过并联谐振两者的性能要求也越来越高，低噪声放大器（ｌｏｗ⁃电路满足带内增益平坦度，利用ａｄｖａｎｃｅｄｄｅｓｉｇｎｓｙｓ⁃ｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ）处于雷达接收机和射频接收机射频前ｔ

7、ｅｍ（ＡＤＳ）软件对晶体管的输入输出进行匹配仿真。端的最前级，它的主要作用是放大接收到的微弱信［１⁃３］１设计理论基础号，抑制系统噪声，对整个系统的性能影响很大。因此具有高增益、低噪声系数、宽带宽的ＬＮＡ是现代１．１平衡放大技术电子技术的重要研究方向。平衡式放大器是由２个３ｄＢ定向耦合器和２个［４］低噪声放大器的设计思路是通过对晶体管做最相同的放大电路构成，基本的电路结构如图１，第佳噪声系数匹配，通过选择合适的方案折中增益、噪１个９０°的混合耦合器将输入信号分成２路有着相等声系数、带宽、增益平坦度、驻波等多个指标。文

8、中幅度但有９０°相位差的分量，然后通过２路相同的放基于晶体管ＡＴＦ３８１４３，采用平衡放大结构和串联负大电路放大。第２个３ｄＢ的耦合器将２路放大的信号重新合在一起。因为混合耦合器的相位特性，来自放大器输入端的反射在２个耦合器的输入端被抵收稿日期：２０１３⁃０４⁃２６．网络出版日期：２０１３⁃０７⁃０４．基金项目：国家自然科学基金青年科学基金资助