低噪聲放大器設計與仿真

1、射頻技術及其應用實驗報告系（院）：信息與通信工程學院專業(yè)：通信工程班級：通信10-2BF實驗內(nèi)容：低噪聲放大器設計與仿真姓名：學號：序號：完成日期：2013年12月15日低噪聲放大器設計與仿真1、基本原理放大器可分為低噪聲放大器、高增益放大器、中功率放大器和大功率放大器。電路組態(tài)按工作點的位置一次分為A類、B類、C類3種A類放大器用于小信號、低噪聲，通常用作接收機前端放大器和功率放大器或功率放大器的前級放大。B類和C類放大器電源效率高，輸出信號諧波成分高，需要有外部混合電路或濾波電路。低噪聲放大器，噪聲系數(shù)很低的放大器。一般用作各類無線電接收機的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設備的

2、放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。2、主要技術指標1）頻率范圍2）增益3）噪聲系數(shù)4）動態(tài)范圍3低噪聲放大器設計原則1）放大器中放大管的選擇2）I/O匹配電路的設計原則3）電路中需要注意的一些問題4）低噪聲放大器方便的設計手段5）同行業(yè)低噪聲放大器的發(fā)展水平二、低噪聲放大器的設計1、晶體管直流工作點掃描(1) 創(chuàng)建一個新項目 啟動ADS2009,選擇MainWindows. 執(zhí)行菜單命令心"旦事以新印«按照提示選擇項目保存的路徑和輸入文件名。 單擊OK按鈕，創(chuàng)建新項目。 單擊瞄，新建電路原理圖窗

3、口，開始設計濾波器。I1選擇Sources-TimesDomain類選擇控件冬放置到原理圖中"雙擊修改屬性使Vdc=VCE”選擇控件lcc"放置到原理圖中"雙三放置到原理圖中"在工擊修改屬性使Idc=IBB。選擇PtobeComponents類選擇控件"查找元件pb_ph_AT41511_19950125放置到具欄中選取單擊圖標山原理圖中。選擇功四hi。"選擇控件S3放置到原理圖中，雙擊修改屬性。(5)選擇控件，"放置到原理圖中"雙擊修改屬性。(6) 單擊工具欄上的VAR圖標"把變量控件VAR放置到原理圖

4、上"雙擊該圖標設置屬性。(7) 選擇Simulation-S_Param并放置仿真金麗牖p雙擊修改屬性。(8) 單擊接地圖標，設置接地"單擊工具欄上的圖標'把各個元件連接成所示電路圖。2.晶體管S參數(shù)掃描(1)新建電路原理圖窗口"在工具欄選擇取單擊圖標W"查找元件sh_hp_AT415112_18850125并放置到原理圖中。(2)選擇Simulation-S_Param選擇控件,放置兩個控件到原理圖中合適放置(9)單擊仿真按鈕進行仿真Valuesatbiaspointindicatedbymarkerm1Movemarkertoupdate.3

5、.0000.019舊0=UOOOE-4l09=g.OOOE-5IB0=aoOOE5IBB=7jOOOE-5I0B=8.OOOE5舊日®B=4JH0E-5IDB=3.000E5IBB=2jOOOE5VCEDevicePowerConsumption,Watts10-=-vac=VDt.P(annnQvreep-svieepi瀏物獨LIHW一SlilitilarL'.Hjrrel|='22'3inrifftTflrreMjiTe|;|Eiirrmtar"忡鄰平=弓111略用網(wǎng)世半=5=.5inn.in&T3rLeHarT.elLi=.Stop-1

6、QDJA匕G，SRC'-7ii'll-.duotenpi.,BJILfwjeerE盤giVCE=UV,'DCI'-汕H陰氣忙礦，.starr=a.+.£tDp?5.雅由,iIWRA在回溯客.LDCJk-_2di-IBBQIBJTDCCollectorCurrentvs.Collector-EmitterVoltageUsewittiBJT_cur/e_tracerSchematicTemplatem2VCE=3.000ICi=0006舊B=0.000060(3) 單擊接地圖標設置端口接地。(4) 單擊仿真器放置到原理圖中合適位置"雙擊修改屬性

7、選擇Simulation-DC類選擇控件DisTerp放置到原理圖中雙擊修改屬性(6)單擊工具欄上的,把各個元件連接成所示電路SP%TermlZ-50OhmTerm2Num=2Z50OhiIFret=*BjtVce=2TVlc=5mA"uency'fC10*5.0GHzTS-PARAME7FRSS_P-3ramSP1DisplaTfernP1&di'spternpl'hSOiMrifiSirrth'Stnp=i1bhz.yter-0.U5i3Hz(7)單擊仿真按鈕進行仿真。仿真結(jié)束后以不同形式顯示輸出S參數(shù)單擊數(shù)據(jù)顯示窗口左側(cè)工具欄中按鈕&qu

8、ot;放置舉行框到數(shù)據(jù)窗口中"彈出設置窗口"在窗口左側(cè)的列表里選擇S(1,1)即S11參數(shù)"單擊按鈕>>ADD>>彈出窗口設置單位(dB)單擊兩次OK按鈕后，S11隨頻率變化的曲線。單擊數(shù)據(jù)顯示窗口左側(cè)工具欄中的按鈕8總*1"放置列表窗口，并設置窗口"在窗口左側(cè)的列表里選擇S(1,1)即S11參數(shù)"單擊按鈕>>ADDVs.>>可以對結(jié)果的輸出格式進行高級控制，以dB的格式顯示數(shù)據(jù)。返回原理圖設計窗口，雙擊S_Param元件修改屬性"在Noise欄中選中Calculatenois

9、e”單擊按鈕OKH單擊仿真按鈕重新仿真。單擊數(shù)據(jù)顯示窗口左側(cè)工具欄按鈕"放置矩形由到中r彈出設置念口r在念口左側(cè)的列表里選擇nf(2)參數(shù)">>ADD>>得仿真曲線圖。SParameErsFrequenpve*iwid成GimIEI3,ZD9£1M鼻口-3、日土馬taCHr,引啟JKF*I9L心DZM31；HJ.4JKNd找-j-w*J>9sssij：A.也iU1AgMS-)&&曉W幼心奧I-ilXIW*i-pji.a<>IS。癡n,54技L>£iiMriZiEl-li出口爐曙：如iTi-r

10、msmbi瞬sbJfi&lMiKCE*，鼻IZd-lTW,查找元件s.輸入阻抗測試新建一個電路原理圖窗口"單擊圖標p_hp_AT41511_2_19950125并放置到原理圖中。選擇Simulation-S_Param類選擇控件Tem放置兩個控件到原理圖中合適位置。(1) 選擇控件Zin放置到原理圖中合適位置。(2) 選擇仿真器SP放置到原理圖中合適位置"雙擊修改屬性(3) 單擊接地圖標，設置各端接地。(4) 單擊工具欄上線段按鈕沒把各元件連接成如圖所示。iIIlermTtitmiNu時1-+-一=Af-4i；jirz_iyyiui2S-<TcmrS'

11、p-ZOOhrr.ZinZinI2in(=xin；Sll,P=r:Z1.3j1:VeB=2.7V.lc=5rnA,h.ncy-'p.lO10GHr,SP1.-Stait=U.1GHz.Stop-51GH;'S：0p-J.O5說單擊仿真按鈕進行仿真"單擊數(shù)據(jù)顯示窗口左側(cè)工具欄中的按放置列表窗口中彈出設置窗口在黃口左側(cè)列表里選擇Zin1參數(shù)，得到Zin1與頻率的關系3n11DOHMUs135/-eesa415DDMHz13SJ541<-7012820iipMHc103.123<-70DOI250DMHs83.41f-O9.7253DuJJMl-ls6S760/

12、-60J910DMHz8口22Z-67232知口x>MHs52.43=?F-gMg450XiMHz46.013/-&3.1125DDDMH241595，9口燈12布印PMl-lz3337D/同1Q3&DCI£|MHa354S&f-5543S等匐DMHm32.7r2r-smug7DDaMH23D.30?5D.707750EMH32B233<-47U27SCILI£iMHz28.485了BDe=5DjDMHz25.397r-gd12如。rMHc24.+4&W9口g歸5£|DMH32329r-gci”1.OODG心222757

13、-32.71。1.050Gl-b21450/*50541.11?口Gl-te瓦Til?<-27.7971ISOG氏20.220r-21JBSZ12D0G由IS.333/-21.4-451.250GH?IS.3241.3DOGl-teIS1.3SDGHte18.S1S<-120114£iDOHz18.S1,4/-9.2351朗UGFt18.074/-6.9541,500Gl-b1657./-4,e541.550Gll-te1S.5DG/-I.75D4輸入匹配設計(1) 選擇Tlines-Microstrip類"選擇控件MUS"雙擊修改屬性(2) 選擇Pa

14、ssiveCircuitGB-MicrostripCircuits類選擇控件湖詢“雙擊修改屬性。選擇仿真器放到原理圖合適位置"雙擊在Noise欄中修改屬性"選中Calculatenoise單擊OK。執(zhí)行菜單命令【DesignGuide】/【PassiveCircuit】，彈出對話框"選擇PassiveCircuitControlWndow并雙擊"彈出如圖所示的對話框"單擊【Design】選項，匹配網(wǎng)絡生成"單擊按鈕工，進I入匹配網(wǎng)絡的子電路，如圖所示"單擊按鈕虹，返回原理圖界面。圉、選擇Simulation-S_Param選

15、擇控件陷血，放置兩個控件到原理圖中合適位置"雙擊修改屬性Term2特性阻抗為18.89+j*6.81Ohm.(3) 選擇控件NU”放置到原理圖中合適位置。(4) 單擊基地圖標蘭，設置各端口接地。單擊工具欄上的圖標',把各元件連接如圖所示的電路MSubMSUBrH=D3mnr=43十MUP1wg.Bae+FHa=i,De33mni-T=003nsm.-tanD=o.Rougn-pmil.TlftiTFTterniIHum=1jjir«DASSMtrEJIlDA_S£M.3lch1'SufisL-'MSubl1E012El腳OifTlZUMd.

16、=(lfl.B9hij*fiat)Ohmzsjbbi:口們ZIimSOOhm(Deifci_0mmTSirawfernsNum=22：我1日Otim'FAFPRTTFKSParanSPIStwQGE.Srop-BGH敏叩=口1GHz2inlZim可eOSJIJPdJZIJ(9)單擊仿真牌進行仿真，仿真結(jié)束后會出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示窗口。睡"放置舉行框到數(shù)據(jù)(10)單擊數(shù)據(jù)顯示窗口左側(cè)工具欄中按鈕窗口中彈出設置窗口在窗口左側(cè)的列表里選擇S(1,1)即S11參數(shù)"單擊按鈕>>ADD>>彈出窗口設置單位(dB)單擊兩次OK按鈕后,S11隨頻率變化的曲線如圖(

17、11)用同樣的方法依次顯示出S11、S22、S21參數(shù)，"單擊按鈕ADD"彈出窗口設置單位"單擊兩次按鈕單擊數(shù)據(jù)顯示窗口左側(cè)工具欄中按鈕口在窗口左側(cè)的列表里分表選擇OKH顯示S11隨頻率變化的曲線。屎放置列表窗口彈出設置窗Zinl、Nfmin、nf(2)參數(shù),數(shù)據(jù)如圖所示W(wǎng)_lM跑昧-L1>1It-IlHit我樸傕LLUklK!flCCifllHH?i'llHMIfr1J：DGWt陰理1刺瞬1塵口g1HDDGHggfeiaconutiwilTDOH?JiJ：土J'Mi-KSQUfc上44島iJK5AW'i»LlUH!做跆、的

18、土書i*JIJi1aS：K心制:蹄:岫-岸斜：-W.ltPJ-.Mi'zr.S.74*'_WE村站ifiL用MM4JSE41BUS4峰村JJU'tmiiRi瞬PD02昭* H14BW4xuemj 0念 ITIHI.'iiL"iijpiDw*nit瞰VDJBJX4SE4匚MiJ(llF稀二心iZJOL血就CJD+成揶uiioar.in?C：HgSioHUCJI4iZJM湖W31，工潦OuJ+5、輸出匹配設計(1)單擊,新建電路原理圖窗口。(2)選擇Tlines-Microstrip類選擇控件o口”機IN雙擊分別修改屬性，其中TL1、TL3元件長度L的變化

19、范圍是(2mmto40mm),HSUBlI，一，(3)選擇控件毆I,雙擊修改屬性(4)選擇PassiveCircuitGB-MicrostripCircuits類選擇控件湖皿"雙擊修改屬性。(5)單擊圖標"查找元件sp_hp_AT41511_2_19950125并放置到原理圖。(7) (6)選擇Simulation-S_Param類選擇控件理圖中合適位置"雙擊修改屬性,放置兩個控件到原單擊仿真牌進行仿真，仿真結(jié)束后會出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示窗口單擊接地圖標，設置各端口接地。(9)連接個元器件ESUB網(wǎng)隊1M=D.amm皿3IAL加50網(wǎng)？E=rK"前writGPI&

20、#39;Mh±'*=*.w&«r«-3-蝸!孟1|二/Kf寸卿”i|知H：口N成由i)=的此f"宅WBLParaviSP1EEHfl-1B也曰¥P=IPD7GHEEqr='dEK.fiJJfMh±M時附，卜HF®呻mmH-Ddi3hW1二0國命購11由回iEIE施仰NHU4IL?,iW；rW-1586fhfilii1ftwYiZfl：3gMMd牛*1WM主'ih囪mi2.0*ruMj55DhEZ-5QOhrvriaMB=331>OhmZguXO頓虬.ahMMHa=fl頑-酬Cir21S9Biwaiimi，而i列m.irH71-3營!tah|'J*iV=l.-!tefirri至b-SiWrf選擇Opim/Stat/Yield/DOE類，選擇控件goal放置兩個控件到原理圖位置中合適位置修改屬性。選擇控件時布放置在原理圖中雙擊設置優(yōu)化方法及次數(shù)。(10) 單擊仿真按鈕驚醒優(yōu)化仿真，優(yōu)化當CurrentEF=0迭代結(jié)束。優(yōu)化后執(zhí)行菜單命令Simulate/UpdateOptirizationValues保存優(yōu)化后的變量。(11) 關閉OPTIM(12) 單擊仿真按鈕進行仿真結(jié)束后出現(xiàn)數(shù)據(jù)窗口。(