重频超宽带脉冲干扰低噪声放大器

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低噪声放大器

低噪声放大器

低噪声放大器1. 引言低噪声放大器(Low-Noise Amplifier,LNA)是一种广泛应用于无线通信系统中的重要电路器件。

它的主要功能是将来自天线的微弱信号放大到一个足够强度,以便后续电路可以有效地处理。

在无线通信系统中,LNAs通常作为接收链路的第一级放大器,承担着放大微弱信号、增加系统灵敏度、提高信噪比的关键任务。

本文将介绍低噪声放大器的工作原理、性能指标以及常见的设计技术,希望能帮助读者更好地理解和应用低噪声放大器。

2. 工作原理低噪声放大器的工作原理与一般放大器相似,都是通过引入外部直流电源,利用放大元件(例如晶体管)的放大特性,将输入信号放大到所需的幅度。

与一般放大器不同的是,低噪声放大器在设计上注重将输入端的噪声最小化。

这是因为在无线通信系统中,接收链路中的噪声是非常重要的考量因素。

LNAs需要尽可能地放大微弱信号,同时不引入过多的噪声,以保持系统的信噪比。

为了实现低噪声的放大,低噪声放大器采用了一系列的设计技术和电路拓扑。

接下来,我们将介绍一些常见的设计技术。

3. 设计技术3.1 硅锗杂化放大器硅锗杂化放大器是一种常见的低噪声放大器设计技术。

它采用硅和锗两种材料的结合,兼具硅和锗的优点。

硅材料具有良好的集成性能和工艺制造能力,而锗材料具有较高的迁移率和较低的噪声系数。

因此,硅锗杂化放大器能够在保持良好集成性能的同时,实现较低的噪声指标。

3.2 噪声系数优化噪声系数是衡量低噪声放大器性能的重要指标之一。

为了优化噪声系数,设计者可以采用一系列的技术手段,例如:•尽量采用低噪声的放大元件,例如高迁移率的晶体管;•优化电源的供电电压和电流,以减小噪声;•使用电流源对放大电路进行偏置,以提高放大器的线性度。

3.3 反馈放大器设计反馈放大器是一种常用的放大器设计技术,也可以应用于低噪声放大器的设计中。

通过适当选择反馈回路的参数和拓扑结构,可以有效地减小放大器的噪声系数。

在反馈放大器中,一部分输出信号经过反馈回路与输入信号相叠加,形成反馈信号,从而减小噪声。

低噪声放大器原理

低噪声放大器原理

低噪声放大器原理
低噪声放大器是一种用于增强电信号的电子设备,同时尽量减小噪声的影响。

其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 输入缓冲器:低噪声放大器的第一阶段通常是一个输入缓冲器,用于隔离外部电路和后续放大器之间的电路功率。

输入缓冲器通常由晶体管、场效应管等构成,并具有高输入阻抗和低输出阻抗。

2. 增益放大器:增益放大器是低噪声放大器的核心部分,其作用是放大输入信号的幅度。

为了实现低噪声的目标,通常采用高品质因数的放大器,如共栅放大器、共源放大器等。

此外,为了进一步降低噪声,还可以利用负反馈技术,通过引入一个衰减信号对输入信号进行抵消。

3. 输出缓冲器:输出缓冲器用于隔离后续电路和放大器之间的输出功率。

其输出阻抗应尽量小,以保证放大器的输出信号能够有效地驱动后续电路。

4. 噪声抑制技术:在设计低噪声放大器时,需要采取一系列的措施来降低噪声的影响。

例如,采用低噪声元件、降低输入电阻、最小化电路布线上的耦合噪声等。

此外,还可以通过优化放大器的频率响应特性和增益特性来进一步降低噪声。

综上所述,低噪声放大器通过采用合适的电路结构和增益技术,以及优化电路参数和噪声抑制措施,实现对输入信号的高增益放大同时尽量减小噪声的影响。

3.1~5.2 GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

3.1~5.2 GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

3.1~5.2 GHz 超宽带可变增益低噪声放大器设计摘要:低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1~5.2 GHz 频段超宽带可变增益低噪声放大器。

电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。

仿真基于TSMC0.18μm RF CMOS 工艺。

结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5 dB,增益平坦度小于0.5 dB,噪声系数小于5 dB。

输入反射系数低于-15 dB,在1.8 V 电源电压下,功耗为9 mW。

因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。

关键词:超宽带;可变增益;低噪声放大器;电流舵;低功耗0 引言超宽带(UWB)无线通信技术因具有低功耗,高传输速率以及抗干扰能力强等优点,近年来在WPAN、无线USB 等高速无线通信领域,以及无线传感器网络、可植入式医疗器具等低功耗领域得到了广泛的关注。

UWB 频谱范围为3.1~10.6 GHz,在近距离传输距离(10 m) 内能够达到480 MHz。

目前,在超宽带系统的标准上存在两种方案:直接序列(DS-CDMA)和多带OFDM(MB-OFDM),而2 种方案的低频段均工作在3.1~5.2 GHz,因此3.1~5.2 GHz UWB 收发系统是最近的研究热点。

低噪声放大器(LNA)是UWB 接收机的最为关键的模块之一,对接收信号进行适当放大的同时尽可能的引入低的噪声,其噪声和增益直接影响到了整个接收机的灵敏度和动态范围。

目前常见的宽带LNA 包括分布式、噪声取消以及电阻负反馈结构等结构。

分布式LNA 虽然能够达到较高的增益和低的噪声,但是功耗过大;电阻负反馈结构虽然降低了功耗,但反馈电阻引入了较大的噪声;噪声取消电路能够在各个性能之间平衡,但是由于其结构的特殊性,不能够实现增益的可变。

本文提出了一种超宽带可变增益的低噪声放大器结构,输入级采用共栅结构实现宽带输入匹配,并引入Current-steering 结构实现了放大器。

2.4GHz低噪声放大器

2.4GHz低噪声放大器

2.4GHz低噪声放大器概述2.4GHz低噪声放大器是一种广泛应用于射频收发系统中的重要组件,其主要功能是放大输入信号并降低噪声功率,以提高系统的灵敏度和性能。

在无线通信、雷达、卫星通信等领域中,低噪声放大器发挥着关键作用。

本文将介绍2.4GHz低噪声放大器的工作原理、设计要点以及常见的应用案例。

工作原理2.4GHz低噪声放大器的工作原理基于通信系统中的信号放大和噪声特性。

在信号传输过程中,原始信号的功率很小,为了保持信号的强度,需要将其放大到一定的幅度。

放大信号时,要尽量避免引入额外的噪声,以免干扰原始信号。

低噪声放大器的关键是降低输入信号的噪声功率,在放大信号的同时尽量减小噪声的增益。

这通常通过选择合适的器件和电路设计来实现。

在2.4GHz频段,常用的器件包括高电子迁移率晶体管(HEMT)、增强型场效应晶体管(eFET)和双极晶体管(BJT)等。

设计要点1. 选择合适的器件在设计2.4GHz低噪声放大器时,需要选择合适的器件来实现高增益和低噪声。

一般来说,HEMT器件在高频率下具有较低的噪声指标,可以被视为较好的选择。

此外,还应考虑器件的线性度、功耗和可靠性等因素。

2. 优化电路布局电路布局对低噪声放大器的性能有重要影响。

合理的布局可以减小电路之间的相互干扰,降低噪声水平。

应尽量缩短信号线和功率线的长度,减小回路面积,同时避免引入额外的杂散电容和电感。

此外,分析和优化传输线、匹配网络和功率供应电路等也是布局设计的重点。

3. 进行合理的匹配网络设计匹配网络在低噪声放大器中起到了很重要的作用。

合理设计匹配网络可以提高信号的传输效率和匹配度,降低反射损耗和噪声功率。

常用的匹配网络包括巴尔孔匹配器、L型匹配器和Pi型匹配器等。

4. 使用合适的供电电源供电电源的稳定性和纹波水平对低噪声放大器的性能有直接影响。

使用合适的供电电源可以降低噪声水平,提高放大器的线性度和稳定性。

应选择低纹波的稳压器或低噪声放大芯片作为供电电源,同时注意供电线和信号线的分离布线。

05~33GHz超宽带低噪声放大器设计

05~33GHz超宽带低噪声放大器设计

大,稳定性越好。所以可以通过选择高肛值的有源 器件来改善电路的稳定性HJ。
一般可以通过铁氧体隔离器、源级负反馈、稳定 衰减器、增益衰减网络来改善晶体管的稳定性口3。
本设计中,我们可以在漏极上并联一个RC串联 电路(也可以添加LC或RL电路),增加输出稳定性
电路,但电阻值不能太大,以免影响高频信号的增益。
参考文献:
1J 陈邦嫒.射频通信电路[M].北京:科学出版社,2006. n心 钱可伟,田忠.0.1—2.8GHz超宽带低噪声放大器的研
制[J].电子元件与材料,2008(8):62—64. 口 刘长军,黄卡玛,吕丽萍.射频通信电路设计[M].北
京:科学出版社,2005. H1J,』1j 张小兵.基于ATF54143的LNA设计[J].现代电子技
波通信领域。
关键词:射频接收系统;低噪声放大器;超宽带;负反馈;优化设计
中图分类号:TN722.3
文献标识码:A
doi:10.3969/j.issn.1001—893x.2009.12.023
Design of an Ultra—wideband LNA in 0.5~3.3GHz
XIAO Yon91,FAN Yon91,YAN Hort92,LIU Bo-fian92
图3岛。仿真结果 图4&、S。。仿真结果
图5稳定性因子仿真结果 ·107·
万方数据
第49卷第12期 2009年12月
也钆技衾
Telecommunication Engineering
V01.49 No.12 Dec. 2009
4测试结果 装配好的放大器实物如图6所示,用矢量网络分
析仪和噪声系数分析仪进行测试。由于仿真设计与 实际器件必然存在差异,经过反复调试,最终较好地 满足了设计目标。由图7可知,在0.5—3.3 GHz的 超宽带频率范围内,研制的低噪声放大器增益大于 25 dB,增益不平坦度为1.5,噪声系数不大于2 dB。

射频超宽带CMOS低噪声放大器研究与设计

射频超宽带CMOS低噪声放大器研究与设计

摘 要近年来,无线通信领域的进步以及高速数据通信的需求促使了通信技术的快速发展。

超宽带系统由于具有高吞吐率的优点,目前已成为非常受欢迎的通信技术。

超宽带低噪声放大器作为超宽带接收机的第一级系统,它性能的好坏直接对其后各个系统有较大的影响,因此对于超宽带低噪声放大器的研究很有必要。

在文中首先讲述了超宽带低噪声放大器的研究背景和近几年国内外的研究现状,其次简要阐述了低噪声放大器的主要性能参数,如噪声性能、输入阻抗匹配性能、线性度以及电路的增益性能,并且分析了三种无源器件的特性。

在第三章中主要总结了各类常见的低噪声放大器电路结构及其优缺点,另外,片上电感作为超宽带低噪声放大器设计中最常见的无源器件,对其模型的研究是很有意义的,因此,在本章中也提出了一种改进型单π模型。

通过对各种电路成果进行改进,设计了分别工作在4-18GHz和3-5GHz的高增益、低功耗的超宽带低噪声放大器电路。

主要的研究工作和成果为:(1) 针对片上螺旋电感提出了一种改进型单π集总参数等效电路模型。

提出的模型可以很好地模拟高频下的衬底耦合效应、趋肤效应以及邻近效应;利用R-L-C并联结构实现衬底的寄生耦合效应;使用二端口分析方法和拟线性函数方法可以很容易地得到参数值。

提出的片上电感的模型与HFSS软件仿真的结果相比,模型在0-20GHz时拟合度很高。

(2) 设计并研究了一种工作频带为4-18GHz的超宽带低噪声放大器,该放大器基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺,通过在放大级采用三谐振匹配网络技术不仅提高了电路的增益,而且拓宽了电路的频带。

此外,通过引入衬底偏置技术使电路的功耗下降。

利用ADS软件对电路进行优化仿真,并分析了温度以及工艺角对电路的影响。

最终的仿真结果表明,该放大器在室温25℃的状态下,工作带宽为4-18GHz,增益为15.95-18.73dB,增益的平坦度为2.78dB,噪声系数小于4.9dB,其中最小的噪声系数为3.22dB,电路的工作电压为0.9V,功耗仅为5.715mW,该放大器可广泛应用于低功耗、宽频带的射频集成电路中。

3~5GHz超宽带并联负反馈低噪声放大器的设计

3~5GHz超宽带并联负反馈低噪声放大器的设计

万方数据万方数据万方数据第1期王巍等:3~5GHz超宽带并联负反馈低噪声放大器的设计13结果可以看出,两种结构的LNA在3---5GHz的工作频带范围内均实现了良好的输入输出匹配,具有一定程度的增益,线性度较好。

两者的输入输出反射系数均在一11dB下,匹配参数接近。

本文提出的LNA的噪声性能明显得到提高,噪声系数从原来的多3.26"-4.16dB降低到1.22~1.88dB;同时,增益z也提高了1.5dB左右,但线性度相对稍差,在4GHz处的IIP3从3.56dBm降低到0.61dBm。

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仿真结果Fig.7SimulatedresultsofSn‘,・O.10’I,.柏霉’25》,,o’3,.∞’●5.50¥・1)Irmllme)-A“M”・簟LNA螗杓◆奉空挺lII扮LNA龋柑‘\.一■一、—r~一冬,毒一●●rI|}2,5,.03.54.04.5,.of/oHz图8Szz仿真结果Fig.8SimulatedresultsofSz2S。

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o图lo噪声系数仿真结果Fig.10Simulatedresultsofnoisefigure皇蕾电\o,PeriodicSteadySUiteResponse・琢LNA结构◆本文提出的LN^结掏InputRefi)fredldBI一唧、乙,7’堂≥多切弼∥爷玺|p谚utR夕eferredIdBComp㈣i∞一・9.022l,}pdrt.-/poRTl・彩/11。

超高频宽带低噪声放大器的设计与仿真

超高频宽带低噪声放大器的设计与仿真
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( e.f hs sSi c n eh o g , et l ot nvrt,C a gh 10 3 hn ) D po yi c neadT cn l y C n a SuhU i sy hnsa 0 8 ,C ia P c e o r ei 4
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3~5 GHz超宽带可变增益CMOS低噪声放大器的设计

3~5 GHz超宽带可变增益CMOS低噪声放大器的设计

3~5 GHz超宽带可变增益CMOS低噪声放大器的设计摘要:基于TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺,设计了一款工作在3 GHz~5 GHz的增益连续可调CMOS低噪声放大器。

采用RC电阻负反馈式结构以获得良好的输入匹配和噪声性能。

通过改变第二级MOS管的偏流, 在工作频段内获得了36.5 dB的连续增益可调。

关键词:超宽带;低噪声放大器;增益可调;CMOS超宽带UWB(Ultra-Wide band)技术是一种新兴的无线通信技术,具有数据传输速率高、功耗低、安全性好等优势,在雷达定位、智能交通系统、无线个人局域网(WPAN)等方面得到广泛应用。

而作为超宽带射频无线接收机最前端的低噪声放大器,对系统的灵敏度具有决定性作用。

可变增益低噪声放大器除满足低的噪声系数和高的增益等指标外,还可以稳定输出、增大接收机的动态范围、满足混频器的线性度要求, 可灵活应用于超宽带系统设计。

目前已报道的可变增益LNA主要采用开关选择技术[1-2]、负反馈技术及偏流控制技术等[3-4]。

上述方法对窄带低噪声放大器的增益能实现连续控制,但在超宽带放大器中会造成放大器的回波损耗及增益平坦度等指标随着增益的减小而恶化。

本文提出了一个基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺的3 GHz~5 GHz增益可变的低噪声放大器。

采用二级共源共栅结构,使用并联负反馈展宽频带,通过控制第二级放大器的偏流来实现增益连续可变。

仿真结果表明,该放大器在工作频段内可实现增益变化为36.5 dB,输入输出回波损耗及增益平坦度几乎不变,噪声系数最小值为1.46 dB,在1.8 V电源下,功耗仅有6.2 mW。

1 电路设计1.1 超宽带输入阻抗匹配基于CMOS工艺的经典电感源简并(Inductively source degeneration)结构的LNA具有噪声系数小、增益高等特点,在实现宽带LNA电路时,通常需要增加负反馈网络,降低电路品质因数来拓展频带。

重频超宽带脉冲对混频器的干扰特征分析

重频超宽带脉冲对混频器的干扰特征分析

重频超宽带脉冲对混频器的干扰特征分析
张永栋,徐敏杰
(西 北 核 技 术 研 究 所 , 西 安 710024)
摘要:重频超宽带脉冲可对多种电子设备与电子器件产生干扰;针对电子器件的干扰效应,着重从仿真分析和实验两 方面研究了重频超宽带脉冲对无源混频器的干扰特征;分析了混频器对超宽带脉冲信号的响应特性,给出了不同参数条件 下重频超宽带脉冲信号对混频器及混频滤波电路的干扰特征;研究表明,作为干扰信号,重频超宽带脉冲信号并不能影响 混频器正常工作;当重频超宽带脉冲信号与通信信号一起注入混频器时,混频器可实现其正常的变频功能,而作为衡量混 频器工作性能的重要指标,变频损耗可认为基本不变;重频超宽带脉冲信号经过混频滤波电路后变为同中频信号同样频率 的连续波信号,其对混频滤波电路的干扰以及之后电路的干扰类似定频连续波信号干扰。
0 引 言
超宽带脉冲是指电场峰值较大的、上升时间在纳秒或 亚纳秒量级、脉冲持 续 时 间 在 纳 秒 (ns) 或 者 亚 纳 秒 量 级、 频谱宽度为几十 MHz~几个 GHz的单极性或者双极性的非 调制的电磁波 。 [14] 因 超 宽 带 脉 冲 具 有 前 沿 快、 脉 宽 窄、 频 谱宽的特点,可作为电子设备的干扰源。当前,针对超宽 带脉冲对电子设备的效应研究多集中于系统级的仿真和实 验分析上。文 献 [5 8]分 别 介 绍 了 超 宽 带 脉 冲 对 无 线 电 引 信、GPS接 收 机、 通 信 电 台 等 电 子 设 备 的 效 应 研 究 成 果。 而超宽带脉冲对电子器件的效应研究则较少,且多侧重于 超宽带脉冲对电子器件的毁伤效应 研 究 上[9 。 10] 针 对 超 宽 带 脉冲对电 子 器 件 的 干 扰 效 应 研 究,文 献 报 道 较 少,文 献 8

3GHz-5GHz超宽带噪声系数稳定的低噪声放大器

3GHz-5GHz超宽带噪声系数稳定的低噪声放大器

3 GHz  ̄5 GHz UW B L NA wi t h s t e a d y n o i s e i f g u r e
Wa n g Ni n g z h a n g, Ga o Ya, Ni n g J i , Xu Hu i
( S c h o o l o f C o mp u t e r a n d El e c t r o n i c s& I n f o r ma t i o n, Gu a n g x i U n i v e r s i t y, Na n n i n g 5 3 0 0 0 4, Ch i n a)
Ab s t r a c t : An u l t r a —w i d e b a n d L NA c i r c u i t wi t h c a s c a d e s t r u c t u r e a n d s o u r c e n e g a t i v e f e e d b a c k i n d u c t a n c e i s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r .I t i s c o mb i n e d w i t h B u t t e r wo r t h i f h e r t h e o r y, w h i c h i s u s e d t o a c h i e v e i n p u t a n d o u t p u t ma t c h i n g n e t w o r k o f a mp l i i f e r .An d t h e p a p e r p r e s e n t s t h e d e t a i l e d a n a l y s i s o f t h e c i r c u i t n o i s e f i g u r e .T h i s c i r c u i t b a s e d o n 0. 1 8 u m CMOS t e c h n o l o g y i s s i mu l a t e d

低噪声放大器的应用与发展状况及趋势

低噪声放大器的应用与发展状况及趋势

低噪声放大器的应用与发展状况及趋势1 低噪声放大器的应用低噪声放大器是现代无线通信、雷达、电子对抗系统等应用中一个非常重要的部分,常用于接收系统的前端,在放大信号的同时抑制噪声干扰,提高系统灵敏度。

如果在接收系统的前端连接高性能的低噪声放大器,在低噪声放大器增益足够大的情况下,就能抑制后级电路的噪声,则整个接收机系统的噪声系数蒋主要取决于放大器的噪声。

如果低噪声放大器的噪声系数降低,接收机系统的噪声系数也会变小,信噪比得到改善,灵敏度大大提高。

由此可见低噪声放大器的性能制约了整个接收系统的性能,对于整个接收系统技术水平的提高,也起了决定性的作用。

低噪声放大器是雷达、电子对抗及遥测遥控接受系统等的关键部件。

L、S 波段低噪声放大器一般用于遥测、遥控系统。

在电子对抗、雷达侦察中,由于要接收的信号的频率范围未知,其实频率范围也是要侦察的内容之一,所以要求接收系机的频率足够宽,那么放大器的频率也要求足够宽。

而且,雷达侦察接收的是雷达发射的折射波,是单程接收;而雷达接收的是目标回波,从而使侦察机远在雷达作用距离之外就能提早发现雷达目标。

灵敏度高的接收机侦察距离就远,如高灵敏度的超外差式接收机可以实现超远程侦察,用以监视敌远程导弹的发射,所以,要增高侦察距离,就要提高接收机灵敏度,就要求高性能的低噪声放大器。

在国际卫星通信应用中, 低噪声放大器的主要发展要求是改进性能和降低成本。

由于国际通信量年复一年地迅速增加, 所以必须通过改进低噪声放大器的性能来满足不断增加的通信要求。

因此, 要不懈地不断努力去展宽带低噪声放大器的带宽和降低其噪声温度。

从经济观点出发, 卫星通信整个系统的成本必须减少到能与海底电缆系统相竞争。

降低低噪声放大器的噪声温度是降低卫星通信系统成本的一种最有效的方法, 因为地面站天线的直径可以通过改善噪声温度性能而减小。

另一方面, 在国内卫星通信应用中, 重点放在低噪声放大器的不用维修特性以及低噪声和宽带性能, 因为在这些系统中越来越广泛地采用无人管理的工作方式, 特别在电视接收地面站中更是如此。

DC-6GHz超宽带低噪声放大器的开题报告

DC-6GHz超宽带低噪声放大器的开题报告

DC-6GHz超宽带低噪声放大器的开题报告
1. 研究背景:
超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术是一种新兴的高速无线通信
技术,具有低功耗、低成本、高带宽和强抗干扰等优点。

在无线通信、
雷达测量、物联网等领域具有广泛的应用前景。

超宽带信号的实现需要
大量的高性能RF设计器件,其中之一是低噪声放大器。

2. 研究目的:
本项目旨在设计并实现一款频率范围为DC-6GHz的超宽带低噪声放大器,在保持低噪声系数和高增益的基础上,满足超宽带信号特殊的频
谱需求,为超宽带通信、雷达和物联网技术的发展提供支持。

3. 研究内容:
本项目的主要内容包括:
①超宽带低噪声放大器的电路设计,包括前端匹配电路、反馈电路、功率稳定器等。

②超宽带低噪声放大器的仿真分析,对放大器的性能进行评估。

③超宽带低噪声放大器的制作和测试,对实验数据进行分析。

4. 预期成果:
本项目预期实现一款频率范围为DC-6GHz的超宽带低噪声放大器,具有以下特性:
①低噪声系数,高增益,满足超宽带信号特殊频谱需求。

②符合超宽带技术应用的实际需求,具备较高的性能和可靠性。

③为超宽带通信、雷达和物联网等领域的应用提供支持。

超宽带低噪音放大器——中文部分

超宽带低噪音放大器——中文部分

超宽带低噪声放大器Ultra-Wideband Low-Noise Amplifier摘要:超宽带(超宽频)低噪声放大器是数字电视及宽频信号处理器的一个最基本组成部分,但是由于考虑到带宽、噪音和增益控制等综合性能,一般设计很难实现。

一种低噪音,超宽频和高性能直流放大器设计如图1。

该设计涉及AD797构成的精密前置放大电路,VCA810构成的数字电位器控制步进增益电路、、eight-order贝低通滤波器和LC网络以及零点漂移数字校正补偿算法。

试验结果(标签1 - 3和图6)表明,放大器的增益可从0到80dB步进可调,直流到10MHz的通频带波动小于0.87dB,阻带衰减达到-42dB/ 2 fc、等效的输入噪声电压小于7.2μVrms。

本设计成功地解决一些宽带放大器中的高挑战性矛盾,如超宽带和噪音小,阻带衰减和通频带波动、精确控制增益和更正零点漂移。

关键字:放大器、超宽带、增益可控、零点漂移校正一、介绍超宽带(宽频)低噪声放大器广泛用于中频和视频放大器等。

这种电路不仅应用在放大视频信号,带宽范围从直流至几兆赫或甚至几万兆赫的脉冲信号与射频信号,而且广泛应用于信号处理方面。

近年来,在秘密通讯和目标检测方面超宽带迅速发展,更高的带宽要求声称通过超宽频信号,因此前端的预处理接收电路必须是一个低噪声的超宽频放大器。

超宽频放大器的性能直接影响信号检测的精度和处理。

所以,低噪音的设计,零点漂移的校正和超宽带成为具有重要的工程意义和应用价值的关键点。

在其它文献,典型的超宽频放大器增益为12-20dB,也有性能和可行性的矛盾。

例如,文献[13][14]提出了放大器超宽带和低噪音问题的解决,但它无法避免零点漂移。

本文设计并实现了一种低噪声宽带放大器、高性能过滤网络,数字化的程控零点漂移校正电路、单片机控制系统和高精度的电力供应。

解决了若干如超宽带和低噪音、阻带衰减和通频带波动、精确控制增益和更正零点漂移等问题。

我们的设计将成功的将可靠的性能和精确的参数结合在一起,具有良好的推广价值。

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I NA 的损伤 效应 , 重 点研究 了损 伤 的敏感 环 节和损 伤 机理 。文 献 [ 1 3 ] 研 究 了有 载 频 电磁 脉 冲对 L NA 的干 扰 效应 , 分 析 了增 益 压制 时 间的影 响 因素 。而关 于 UWB脉 冲对 L NA 的干扰 效应 研究 鲜见 相关 报道 。其 主要 原
杨 猛 , 宁 辉 , 张永栋。 , 杜正伟
( 1 .清 华 大 学 电子 工程 系 ,清 华 信 息 科 学 与 技 术 国 家 实 验室 ( 筹) ,北 京 1 0 0 0 8 4 ; 2 .西 北 核 技 术 研 究 所 , 西安 7 1 0 0 2 4 )

要 : 理论 分 析 和 仿 真 研 究 了 重 频 超 宽 带 脉 冲 对 低 噪 声 放 大 器 ( L NA) 的干扰特 征 , 给 出 了 高 斯 脉 冲
冲, 具有 形式 简单 、 频谱 分 量丰 富 的特点嘲 。
1 . 1 重频 高斯脉 冲信 号 频域分 析
设 高斯 脉 冲幅度 为 A, 脉宽 常数Байду номын сангаас为 r , 通常 将 脉 宽 常数 的 两倍 记 为 脉 冲 宽度 , 时 间为 t , 则 高斯 脉 冲 可表 示

z( ) 一Ae x p [ 一( t / v ) 。 ] 设 脉 冲重复 周期 为 T, k为整数 , 则 重频 高斯 脉 冲为 ,
超宽带 高 功率 微 波 ( UWB - HP M) 脉 冲具有 前 沿快 、 脉宽窄、 功 率 高和 频谱 宽 的特 点 , 是很 有应 用潜 力 的 电 磁 干 扰源口 ] 。各 种 电子 系统 的效应 研究 方兴 未艾 , 不少 文献 介绍 了 UWB脉 冲对 无线 电引 信_ 4 ] 、 飞行 器 l _ 5 ] 、 通 信 电台_ 6 和G P S接 收机 『 7 等 不 同信 息链 路 的效应 研究 成果 。 低 噪声 放 大器 ( L NA) 一 般 位 于信 息链 路 接 收系 统 的前 端 , 用 于放 大 天线 接 收 到 的微 弱信 号 , 以供 系 统 解 调 出所需 的信 息 , 其 增益 、 噪声 、 匹配 等性 能直 接决定 接 收机 的工作 性能 _ 9 。因此 开展 脉 冲信号 对 L NA 的效 应研 究可 以为深入 分 析 脉 冲 信 号 对 信 息 链 路 接 收 系 统 影 响 提供 支撑 。文 献 [ 1 1 - 1 2 ] 研 究 了方 波 电磁 脉 冲 对
的干 扰 效 果 。
关 键 词 : 超 宽 带 脉 冲 ; 低 噪 声 放 大 器 ; 干扰 ; 脉 冲参 数
中 图 分 类 号 : TN 9 7 2 . 2 3 文献 标 志码 : A d o i : 1 0 . 1 1 8 8 4 / HP L P B 2 0 1 5 2 7 . 0 8 3 0 0 4
展, 有 些 已与 L NA 的带 宽相 当 , 此时 几乎 可忽 略选频 网络 的影 响 口 。另一方 面 , 采用 短脉 冲体 制 的干扰 系 统 ,
在确 定 脉 冲形 式后 , 直 接可 调节 的参 量往 往是 脉 冲 自身 的参数 ] 。基 于 以上 分 析 可 看 出 UWB脉 冲 是一 种 重
因是 , 实 际 UWB脉 冲在进入 L N A 之 前通 常要 经过选 频 网络 , 选频 网络 的带 宽较 窄 时会造 成 实际注 入 到 L NA
的信 号 与 UWB脉 冲存 在差 别 。随着 近年 来宽 带系 统和 超 宽 带 系统 的快 速发 展 , 选 频 网络 的带 宽 也 在不 断 拓
( 1 )
( f ) 一∑ x ( t —k T )
( £ ) 的傅 里 叶变换 为
( 2 )
y ( 厂 ) 一厂 p r f ∑X ( k f p r f )  ̄ ( f -k f )
* 收 稿 日期 : 2 O 1 5 - 0 4 — 1 7 ; 修 订 日期 : 2 0 1 5 — 0 7 — 0 2 基金项 目: 国 家 高 技 术 发 展 计划 项 目 作者简介 : 杨 猛 ( 1 9 8 4 一) , 男, 硕 士研 究 生 , 主要 从 事 高 功 率 微 波 测 量 和 效 应 研 究 ;k u g u a O . 1 2 5 @1 6 3 . c o n。 r
幅度 、 脉宽及重频等参数对 L N A 干 扰 效 果 的 规律 , 对工作于 4 0  ̄8 0 MHz 频 段 的接 收 机 L NA 开 展 了 相 关 验 证 实 验 。结 果 表 明 : 干扰特征主要 由 L NA 工 作 频 带 和 脉 冲 参 数 决 定 ; 不 同 脉 冲 参 数 对 干 扰 的效 果 影 响 不 同 , 脉 冲 幅值 的影 响最 显 著 ; 在验证实验研究 的参数 范围 内, 增 大高 斯脉 冲幅度 、 脉 宽和重 频均 有利 于增强 对 L NA
no82015highpowerlaserandparticlebeamsaug2015重频超宽带脉冲干扰低噪声放大器清华大学电子工程系清华信息科学与技术国家实验室筹北京100084西北核技术研究所西安710024理论分析和仿真研究了重频超宽带脉冲对低噪声放大器lna的干扰特征给出了高斯脉冲幅度脉宽及重频等参数对lna干扰效果的规律对工作于4080mhz频段的接收机lna开展了相关验证实验
要 的 电磁 干扰 形 式 , L NA 是信 息链 路易 受 干扰 的的 薄弱环 节 , 因此 开展 UWB脉 冲对 L NA 干扰规 律 的研究 已 很有 必要 , 相 关研 究也 将会 受 到更 多的关 注 。本文 理论 分 析 了重 频 UWB脉 冲参 数 对 L NA 的干 扰特 征 , 并 开 展 了仿 真研究 和 相关 验证 实验 。
1 理 论 分 析
UWB脉 冲形式 多样 , 时域 分析 较 为 困难 , 通 常采 用频 域分 析 的 方法 。本 文 以便 于 开 展后 续 验证 实 验 的高
斯脉 冲 为例 , 分析 其 幅值 、 脉宽 以及 重 频对 特 定 频 段 内功 率分 布 的影 响 。高斯 脉 冲是 工 程 上 常用 的 UWB脉
第 2 7卷第 8期
2 0 1 5年 8月
强 激 光 与 粒 子 束
HI G H PO W ER LA SER A N D PA RT I CLE BEA M S
Vo 1 . 2 7,NO . 8
Au g., 2 01 5
重 频 超 宽 带 脉 冲 干 扰 低 噪 声 放 大 器
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