基于反饋技術(shù)的寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)

　　當(dāng)上面兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，放大器絕對穩(wěn)定;如果這兩個(gè)條件不能同時(shí)得到滿足，放大器將存在潛在的不穩(wěn)定和振蕩。此時(shí)需要采取一些措施來改善放大器的穩(wěn)定性，主要方法有：源極串聯(lián)負(fù)反饋;漏極與柵極并聯(lián)負(fù)反饋;漏極串聯(lián)電阻和漏極并聯(lián)電阻;插入鐵氧體隔離器等。

　　3、ADS仿真及電路測試

　　根據(jù)Avago公司提供的ATF54143的晶體管模型，在ADS中建立電路，對設(shè)計(jì)的低噪聲放大器的S參數(shù)和噪聲系數(shù)進(jìn)行仿真和優(yōu)化?？紤]到制作加工過程 中可能帶來的誤差，設(shè)計(jì)仿真的性能指標(biāo)設(shè)置必須高于所要求達(dá)到的性能指標(biāo)。通過反復(fù)的優(yōu)化，最后得到的仿真結(jié)果為：在50～300MHz頻帶內(nèi)，增益為 23±0.2dB，噪聲系數(shù)小于0.4，輸入駐波小于1.4，輸出駐波小于1.4。

　　根據(jù)仿真結(jié)果，制作PCB板，裝配放大器，如圖3所示。

　　圖3、放大器實(shí)物圖

　　然后使用安捷倫公司的E5061A網(wǎng)絡(luò)分析儀和N8975噪聲系數(shù)分析儀對放大器進(jìn)行測試，增益、駐波和噪聲系數(shù)的測試結(jié)果分別如圖4、圖5和圖6所示。

　　圖4、增益與頻率的關(guān)系

　　圖5、輸入/輸出駐波與頻率的關(guān)系

　　圖6、噪聲系數(shù)與頻率的關(guān)系

　　由 圖4、圖5和圖6可以看出，研制的低噪聲放大器在寬帶(50～300MHz)的工作頻段內(nèi)，增益大于22dB，平坦度小于±0.3dB，噪聲系數(shù)小于 1.25，輸入駐波小于1.4，輸出駐波小于1.3。可以看出低噪聲放大器的測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好。但測試的噪聲系數(shù)比仿真結(jié)果稍差，增益比仿真結(jié) 果稍低，這是由于電容、電感的寄生電阻的影響，同時(shí)調(diào)試時(shí)濾波器的輸入端口和輸出端口不是完全匹配，器件的接地性不是很好，及測試電纜和接頭的影響。

　　4、結(jié)語

　　寬帶低噪聲放大器是通信系統(tǒng)中不可或缺的重要器件，這里通過負(fù)反饋技術(shù)，選用Avago公司的高電子遷移率晶體管ATF54143設(shè)計(jì)了一個(gè)低噪聲寬帶放大器，并使用微波仿真軟件ADS進(jìn)行優(yōu)化，得出在50-300MHz的工作頻率帶內(nèi)，增益大于22dB，平坦度小于±0.3dB，噪聲系數(shù)小于1.25，輸入駐波小于1.4，輸入駐波小于1.3。

　　這里的創(chuàng)新點(diǎn)是使用負(fù)反饋技術(shù)設(shè)計(jì)出低噪聲寬帶放大器，該放大器具有增益高，增益平坦度優(yōu)，及噪聲系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于微波通信、衛(wèi)星通信等各種電子設(shè)備中。