实验低噪声放大器的设计制作与调试总结76页PPT
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ADS设计低噪声放大器的详细步骤课件PPT
ADS软件基本操作
01
创建新工程
通过菜单栏或工具栏选择“文件”->“新建”->“工程”，命名并选
择工程保存位置。
02 03
创建电路图
在工程浏览器中右键单击“Circuit Design”文件夹，选择“New”>“Circuit Design”，命名并选择保存位置。在电路图编辑器中绘制 电路图，使用元件库添加元件符号，并连接电路。
菜单栏包含文件、编辑、视图、仿真 等常用命令。
工具栏提供了常用命令的快捷方式， 方便用户快速执行操作。
工程浏览器用于管理工程文件和电路 元件，方便用户组织和查找相关资源。
电路图编辑器用于绘制和编辑电路图， 支持多种元件符号和连线方式。
仿真结果显示窗口用于显示仿真结果 和分析数据，支持多种图表和报告输 出。
03 低噪声放大器设计基础
低噪声放大器概述
01
低噪声放大器是一种电子器件， 用于放大微弱信号，通常用于接 收机前端，提高信号的信噪比。
02
低噪声放大器通常采用晶体管作 为放大元件，通过合理的设计和 匹配电路，实现低噪声、高线性 度和宽频带放大。
低噪声放大器设计原理
01
02
03
04
低噪声放大器设计主要关注噪 声系数、增益和线性度等性能
设置仿真参数
在仿真结果显示窗口中设置仿真参数，如仿真类型、扫描参数、收敛方 法等。
ADS软件基本操作
运行仿真
点击仿真结果显示窗口中的 “Simulate”按钮，开始运行仿真 。仿真完成后，结果将显示在仿真结 果显示窗口中。
分析仿真结果
可以使用仿真结果显示窗口中的图表 和报告工具对仿真结果进行分析和评 估。根据需要调整电路参数或重新进 行仿真，以达到最佳性能。
微波仿真论坛RD实验低噪声放大器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描
选定晶体管的直流工作点后，可以进行 晶体管的S参数扫描，本节中选用的是 S参数模型sp_hp_AT41511_2_19950125，这一模型对应的 工作点为Vce=2.7V、Ic=5mA
下面给出进行S参数扫描的具体操作
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
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。
养成不明白就多看微看波仿he真lp论的坛习RD惯实验低噪声放大
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
得到S(1,1)的显示如图所示
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
点击 ，激活的是数字 列表的显示方式，仿照前 面，将需要的参数加入右 边的显示列表。 对于 S(1,1)默认的显示是模/辐 角的格式。
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
点击 ，激活的是 图形显示方式，在左 边所列的参数列表中 选择需要的参数，如： S(1,1)后，在点击 将其加入右边的显示 列表。
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
然后会弹出数据显 示的格式，对于 S(1,1)，选择dB。
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
要记住你在使用的是软件
物理概念要明确，不要在无意义的地方花时间
低噪放声放大器设计教学课件PPT
RF
1 L3(cd c0 )
已知管子电容 Cd 和 C0 ，得：
L3
2 RF
1
cd
c0
2. 性能指标
VRiFnin
Vout
(1) 增益 代入MOS管共栅等效电路
Cgs
1 gm
g m vgs
rds
增益
管子跨导 gm
rds 负载 回路谐振阻抗 RP
设线圈L3 的串联损耗电阻是 r
Vo n45V13
⑤ 电压增益 A
低噪放回路带宽
Vo Vbe
BW
n45n13 gm R
f0
其中(
Qe
Qe
R
0 L
)
增加稳定性——抵消极间电容 C (Cbc ) 的影响
添加中和电容
注意反馈的极性
极间电容 C (Cbc )
CN
的反馈通路
中和电容的反馈通路
例5.3.1 1GHZ CMOS 低噪声放大器
Vout Vin
Vout Vin
2Vout 2Vin
Vout Vin
Vin
Vin
差分放大器总增益与单管相同
（2） 带宽
Vin
Vout
电路特点：
选频
输入 输出 并联回路
阻抗变换
带宽？——由两个回路共同决定
① 当两个回路Q值相同时
设每个回路带宽为BW1
BW总 BW1
1. 电路结构：
①场效应管M1和 M2、共栅组态 ②接成双端输入双端输出差动放大器
③输入端采用电感 L1 和 L2
组成匹配网络
④输出端采用LC回路选频
低噪放声放大器设计教学课件
随着科技的不断发展，低噪放声放大器将会有更多的应用领域，如通信、医疗、军事等。 未来发展方向将聚焦于研究新型的低噪放声放大器技术和应用领域。
性能优化与提升
目前低噪放声放大器的性能仍有提升空间，未来研究将致力于优化放大器的性能指标，如 提高增益、降低噪声等，以满足更广泛的应用需求。
智能化与自动化
随着人工智能和自动化技术的发展，未来低噪放声放大器的设计将更加智能化和自动化， 减少人工干预，提高设计效率。
通过本课程的学习，使学生掌握低噪 放声放大器的基本概念、原理、性能 指标等，了解各种低噪放声放大器的 拓扑结构和工作原理。
培养设计能力
提高综合素质
通过课程学习，培养学生的创新思维 、团队协作、沟通表达能力等综合素 质，为学生今后从事相关领域的工作 和研究打下坚实的基础。
通过实践环节和课程设计，培养学生 的低噪放声放大器设计能力，包括电 路设计、参数选择、电磁仿真等。
02
低噪放声放大器基础知识
放大器基本原理
放大器的基本功能是将微弱的输入信号放大成较强的输出信号，以驱动负载或传输 较远的距离。
放大器由输入级、中间级和输出级三部分组成，各部分电路设计需满足特定的性能 要求。
放大器的主要性能指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、失真度 等。
低噪放声放大器的特点
测试方法与步骤
• 测试方法：根据低噪放声放大器的性能指标，可以采用不同的 测试方法。常用的测试方法包括电压增益法、功率增益法、带 宽法等。根据实际情况选择合适的测试方法，确保测试结果的 准确性。
测试方法与步骤
测试步骤 1. 准备测试设备，检查设备是否正常工作；
2. 设置低噪放声放大器的输入信号，调整信号幅度和频率；
设计案例三：基于集成电路的低噪放声放大器
性能优化与提升
目前低噪放声放大器的性能仍有提升空间，未来研究将致力于优化放大器的性能指标，如 提高增益、降低噪声等，以满足更广泛的应用需求。
智能化与自动化
随着人工智能和自动化技术的发展，未来低噪放声放大器的设计将更加智能化和自动化， 减少人工干预，提高设计效率。
通过本课程的学习，使学生掌握低噪 放声放大器的基本概念、原理、性能 指标等，了解各种低噪放声放大器的 拓扑结构和工作原理。
培养设计能力
提高综合素质
通过课程学习，培养学生的创新思维 、团队协作、沟通表达能力等综合素 质，为学生今后从事相关领域的工作 和研究打下坚实的基础。
通过实践环节和课程设计，培养学生 的低噪放声放大器设计能力，包括电 路设计、参数选择、电磁仿真等。
02
低噪放声放大器基础知识
放大器基本原理
放大器的基本功能是将微弱的输入信号放大成较强的输出信号，以驱动负载或传输 较远的距离。
放大器由输入级、中间级和输出级三部分组成，各部分电路设计需满足特定的性能 要求。
放大器的主要性能指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、失真度 等。
低噪放声放大器的特点
测试方法与步骤
• 测试方法：根据低噪放声放大器的性能指标，可以采用不同的 测试方法。常用的测试方法包括电压增益法、功率增益法、带 宽法等。根据实际情况选择合适的测试方法，确保测试结果的 准确性。
测试方法与步骤
测试步骤 1. 准备测试设备，检查设备是否正常工作；
2. 设置低噪放声放大器的输入信号，调整信号幅度和频率；
设计案例三：基于集成电路的低噪放声放大器
《低噪声放大器设计》课件
线性化和稳定化技巧
采用线性化和稳定化技术，提高放 大器的线性度和稳定性。
低噪声放大器设计的案例分析
我们将分享几个具体的低噪声放大器设计案例，包括设计过程、技术方案和 实际效果分析，帮助您更好地理解和应用低噪声放大器设计。
结语
低噪声放大器设计是通信系统中重要的一环，通过深入研究和应用设计原理 和技巧，我们可以提高系统的性能和可靠性。感谢您的聆听！
《低噪声放大器设计》 PPT课件
噪声放大器设计是通信系统中关键的组成部分，为了提高系统的性能和可靠 性，我们需要深入了解低噪声放大器的设计原理和应用。本课件将介绍低噪 声放大器的基本概念、设计技巧和应用案例。
什么是低噪声放大ห้องสมุดไป่ตู้？
低噪声放大器是一种具有较高信号放大增益且噪声水平较低的放大器。它主 要用于在信号链的前端进行信号放大，从而提升整个系统的信噪比和灵敏度。
低噪声放大器具有宽 频带特性，适用于不 同频段的信号处理。
低噪声放大器的常见应用
无线通信
低噪声放大器在接收机和发射机中广泛应 用，提高通信质量和覆盖范围。
医疗设备
低噪声放大器在医学检测和成像设备中起 到关键作用，提高信号质量和可靠性。
传感器系统
低噪声放大器用于信号采集和处理，提高 传感器系统的灵敏度和精度。
卫星通信
低噪声放大器用于卫星通信系统，提供可 靠的信号接收和转发功能。
如何设计低噪声放大器？
1
放大器电路的优化设计
2
利用合适的电路结构和元件参数，
优化放大器的性能和噪声系数。
3
调试和测试技巧
4
合理调试和测试放大器的工作状态， 确保其性能和可靠性。
前端设计
选择合适的前端元件和电路拓扑， 降低系统的噪声输入。
采用线性化和稳定化技术，提高放 大器的线性度和稳定性。
低噪声放大器设计的案例分析
我们将分享几个具体的低噪声放大器设计案例，包括设计过程、技术方案和 实际效果分析，帮助您更好地理解和应用低噪声放大器设计。
结语
低噪声放大器设计是通信系统中重要的一环，通过深入研究和应用设计原理 和技巧，我们可以提高系统的性能和可靠性。感谢您的聆听！
《低噪声放大器设计》 PPT课件
噪声放大器设计是通信系统中关键的组成部分，为了提高系统的性能和可靠 性，我们需要深入了解低噪声放大器的设计原理和应用。本课件将介绍低噪 声放大器的基本概念、设计技巧和应用案例。
什么是低噪声放大ห้องสมุดไป่ตู้？
低噪声放大器是一种具有较高信号放大增益且噪声水平较低的放大器。它主 要用于在信号链的前端进行信号放大，从而提升整个系统的信噪比和灵敏度。
低噪声放大器具有宽 频带特性，适用于不 同频段的信号处理。
低噪声放大器的常见应用
无线通信
低噪声放大器在接收机和发射机中广泛应 用，提高通信质量和覆盖范围。
医疗设备
低噪声放大器在医学检测和成像设备中起 到关键作用，提高信号质量和可靠性。
传感器系统
低噪声放大器用于信号采集和处理，提高 传感器系统的灵敏度和精度。
卫星通信
低噪声放大器用于卫星通信系统，提供可 靠的信号接收和转发功能。
如何设计低噪声放大器？
1
放大器电路的优化设计
2
利用合适的电路结构和元件参数，
优化放大器的性能和噪声系数。
3
调试和测试技巧
4
合理调试和测试放大器的工作状态， 确保其性能和可靠性。
前端设计
选择合适的前端元件和电路拓扑， 降低系统的噪声输入。
低噪声放大器设计与优化
效率优化技术
功耗优化
根据低噪声放大器的性能需求，合理选择工作电 压和工作电流，降低功耗，提高能源利用效率。
偏置电路优化
设计高效稳定的偏置电路，为低噪声放大器提供 稳定的静态工作点，减小失真和功耗。
拓扑结构优化
采用合适的电路拓扑结构，如共栅、共源等结构 ，提高低噪声放大器的效率。
可靠性优化技术
元器件筛选与降额设计
噪声抑制的需求
在复杂电磁环境中，低噪声放大器的 性能直接关系到接收信号的质量，因 此对低噪声放大器的设计和优化具有 重要意义。
研究目的和意义
提高接收灵敏度
促进技术创新
通过对低噪声放大器的优化设计，可 以显著提高接收机的灵敏度，从而扩 大通信系统的覆盖范围和传输速率。
对低噪声放大器的研究有助于推动相 关领域的技术创新和进步，促进无线 通信技术的持续发展。
低噪声放大器设计与优 化
作者：XXX
20XX-XX-XX
CONTENTS 目录
• 引言 • 低噪声放大器的基本原理 • 低噪声放大器的设计方法 • 低噪声放大器的优化技术 • 实验与测试 • 结论与展望
CHAPTER 01
引言
背景介绍
无线通信系统的发展
随着无线通信技术的快速发展，低噪 声放大器在接收机前端扮演着至关重 要的作用，对整个通信系统的性能产 生重要影响。
放大器的性能指标包括增益、 带宽、噪声系数、线性范围等 。
低噪声放大器的特性
低噪声放大器是一种特殊的放大器，其噪声系数较低，能够提供更好的信号质量。
低噪声放大器通常用于接收机前端，以减小接收信号中的噪声干扰，提高信号的信 噪比。
低噪声放大器的增益较高，能够提供足够的信号幅度，同时保持较低的噪声系数。
低噪声放大器的设计制作与调试报告
微波电路CAD射频实验报告姓名班级学号声放大器的设计制作与调试低噪实验一的验目一、实的工作原理及设计方法。
（一）了解低噪声放大器进行微波有源电路的设计，优化，仿真。
件ADS 软（二）学习使用的制作及调试方法。
器（三）掌握低噪声放大二、实验内容（一）了解微波低噪声放大器的工作原理。
（二）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。
（三）根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。
（四）对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。
三、实验步骤及实验结果（一）晶体管直流工作点扫描1、启动软件后建立新的工程文件并打开原理图设计窗口。
2、选择 File——New Design…进入下面的对话框；3、在下面选择 BJT_curve_tracer，在上面给新建的 Design 命名，这里命名为BJTCurve；4、在新的 Design 中，会有系统预先设置好的组件和控件；5、如何在 Design 中加入晶体管；点击，打开元件库；6、选择需要的晶体管，可以点击查询；7、对 41511 的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型；8、以 sp 为开头的是 S 参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描；9、选择 pb 开头的模型，切换到 Design 窗口，放入晶体管，按 Esc 键终止当前操作。
10 对 41511 的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型11、以 sp 为开头的是 S 参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描12、选择 pb 开头的模型，切换到 Design 窗口，放入晶体管，按 Esc 键终止当前操作。
仿真原理图BJT Curve 1 图一个窗口，该窗口会现实仿真或者优化的键，开始仿真，这时会弹出13、按Simulate过程信息。
如果出现错误，里面会给出出错信息，应该注意查看。
、仿真结束，弹出结果窗口，如下页图。
注意关闭的时候要保存为适宜的名字。
低噪声放大器(LNA)仿真与设计ADS.ppt
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
（3）噪声系数 放大器的噪声系数是输入信号的信噪比与输出信 号的信噪比的比值，表示信号经过放大器后信号质量 的变坏程度。级联网络中，越靠前端的元件对整个噪 声系数的影响越大，在接收前端：必须做低噪声设计。 放大器的设计要远离不稳定区。噪声的好坏主要取决 于器件和电路设计。 （4）动态范围 放大器的线性工作范围。最小输入功率为接收灵 敏度，最大输入功率是引起1dB 压缩的功率。
与源阻抗无关，与负载阻抗有关 ; 资用功率增益：二端口网络输入资用功率与输出资用功率之比，源 端和负载端均共扼匹配，与源阻抗有关，与负载阻抗无关。它表示放 大器增益的最大潜力; 转换功率增益：负载吸收功率与二端口网络输入端的资用功率之比， 与两端阻抗都有关。
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
1.3 放大器常用元器件
1.两端负阻的二极管器件
变容二极管 ：参量放大
隧道二极管：隧道效应 耿氏二极管：转移电子 碰撞雪崩渡越时间二极管：雪崩渡越时间 特点：应用于放大器电路的早期器件，制造比较容易、便宜，
但是两端口器件实现增益的相关电路价格确比较昂贵，且稳定 性较差，调试工作困难。
20.03.2019
一、电路噪声的定义与分析
1.2 噪声的分类
内部噪声，在没有施加外部电流的情况下所能够观察到的噪声： 电阻的热噪声 额外噪声，只有施加外部电流的情况下才能够观察到的噪声： 1/f噪声 散粒噪声 外部噪声， 环境噪声 外部电子干扰噪声
20.03.2019
一、电路噪声的定义与分析
1.3 热噪声的定义
导体中的噪声功率表示为： P k T f k T B （1） n 其中K为波尔兹曼常数，T是绝对温度用K表示，