七.低噪声放大器仿真设计ppt课件.ppt

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1、第七讲：低噪声放大器的仿真设计学习内容低噪声放大器的基本知识低噪声放大器的基本指标低噪声放大器的设计方法2.4GHz低噪声放大器的仿真设计低噪声放大器的基本知识低噪声放大器在通信系统中的作用低噪声放大器（LNA）主要作用是放大天线从空中接收到微弱信号，减小噪声干扰，以供系统解调出所需信息数据。低噪声放大器的基本知识低噪声放大器在通信系统中的作用系统接收灵敏度公式系统带宽BW和信噪比S/N确定，噪声系数NF对系统灵敏度影响起决定作用多级放大器级联的噪声系数公式第一级放大器对噪声系数影响最大！低噪声放大器的基本知识噪声系数的定义式中，NF为器件的噪声系数噪声系

2、数物理含义：信号通过放大器之后，由于放大器产生噪声，使信噪比变坏，信噪比下降的倍数就是噪声系数噪声系数用分贝表示：输入端信号功率输入端噪声功率输出端信号功率输出端噪声功率低噪声放大器的基本知识噪声温度在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，于是常采用噪声温度表示：式中，k波尔兹曼常数，有效温度，单位为k，B为带宽，单位Hz。噪声温度与噪声系数转换关系：为放大器噪声温度，，NF为放大器噪声系数低噪声放大器的基本知识放大器的稳定性放大器管绝对稳定条件：K为稳定性判别系数，K>1是稳定状态，只有当3个条件满足，放大器决定稳定。低

3、噪声放大器的基本知识保证放大器稳定工作的措施引入电阻匹配元器件，使K>1引入反馈，使K>1在源极和地之间串接一个阻抗器件，构成负反馈电路。在低噪声放大器输出端引入型阻性衰减器，可改善放大器稳定性。低噪声放大器的基本指标低噪声放大器技术指标输入输出反射系数S11;S22噪声系数NF放大器增益G(S21)稳定系数K通带内的增益平坦度低噪声放大器的设计方法仿真过程中需要注意的几个问题要有好的软件设计习惯各种文件的命名电路的布局以及参数的设置和选择要有合理的设计顺序低噪声放大器的设计方法仿真过程中需要注意的几个问题要记住你在使用的是软件物理概念要明确，不要在无意义

4、的地方花时间比如：按照加工精度，有些线条太细是不能实现的，另外追求小数点后面N位的精确也是无聊的。注意仿真中使用模型的适用范围，比如：小信号模型就不能用来看三阶交调等非线性的曲线（看了也是错的），微带线仿真的时候，注意要L>W，软件中的模型才是对的。等等。注意如何规划仿真，才能尽快得到需要的电路要按照先局部后整体的优化，切忌直接全局优化，最好能够预先计算设置优化元件的初值。要注意仿真的数值稳定性，对于对参数以来敏感的仿真结果在最后制作的时候是很难实现的。适当的时候需要考虑改系统拓扑。养成不明白就多看看help的习惯S波段低噪声放大器的仿真设计设计指标要求：

5、工作频率：2.4GHz-2.5GHz频段噪声系数:NF<1dB增益:G(S21)>15dB输入S11<-15dB；输出S22<-10dB选用器件----ATF54143S波段低噪声放大器的仿真设计设计流程：下载安装晶体管库文件低噪声放大管的直流特性分析低噪声放大管的偏置电路设计低噪声放大管的稳定性分析低噪声放大器的输入输出匹配设计低噪声放大器的仿真优化S波段低噪声放大器的仿真设计下载安装晶体管库文件采用英文路径S波段低噪声放大器的仿真设计下载安装晶体管库文件新建工程文件“Lab8_LNA”，并调用ATF54143模型S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（D

6、CTracing）新建DC_FET_1电路图，对器件特性进行直流分析。S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）调用ATF54143模型元器件库中选择S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）电路结构S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）根据LNA设计指标要求确定直流工作点Vds=3V，Ids=20mA时，噪声系数最小，约0.42S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）根据LNA设计指标要求确定直流工作点Vds=3V，Ids=20mA时，增益大于16dB，满足设计指标！S波段低噪声放大器

7、的仿真设计直流分析（DCTracing）根据LNA设计指标要求确定直流工作点Vds=3V，Ids=20mA时，Vgs约为0.45V！S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）确定直流点的扫描S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）S波段低噪声放大器的仿真设计直流分析（DCTracing）通过直流分析，确定器件的直流工作点Vds=3VIds=20mAVgs=0.45V-0.5VS波段低噪声放大器的仿真设计直流偏置电路的分析设计新建Biascircuit电路文件S波段低噪声放大器的仿真设计直流偏置电路的分析设计利用FET_Bi

8、as控件，建立低噪声管偏置电路拓扑S波段低噪声放大器的仿真设计直流