低噪声放大器仿真设计..
基于ADS的低噪声放大器的仿真设计
情况 下 ， 测量 出输 出功率 Ｐ ， １然后再 接入放 大器后 测量 出 Ｐ ， 据公式箅 出功率增 益 Ｇ＝Ｐ ／ １ ２根 ２Ｐ ． Ｌ Ａ的增益应 当适 中， 益若太 大 ， Ｎ 增 会导 致下级 混频器 输入 过大而 失真 ； 增益 若 太小 则不 利 于抑 制各 级后
续放 大器 的噪声 ．
噪声 系数 Ｎ （ Ｆ 单位 ：Ｂ 通 常表示 为 ： ｏ） Ｎ （Ｂ ＝１１ Ｆ Ｆ ｄ ） ０
（） ２
２ ２功率增益 （ ） ． Ｇ 现实 中 ， Ｎ Ｌ Ａ的功率 增益 通常是指 信源 和负载 都是 ５ 准 阻抗情 况 下实 测 的增 益 ． 在 没有 放 大器 的 ０ｎ标 先
Ｃ ， Ｔ
Ｎ ｏｔ ０ Ｆ：￣ ｕｌ ｕ ３
（） １
其 中，ｉ，ｏ ｔ Ｓｎ Ｓｕ 分别 为输 入 、 出端 的信号功 率 ； ｉ， ｏｔ 别为输 入 、 出端 的噪声 功率 ． 输 Ｎｎ Ｎ ｕ 分 输 噪声 系数 实 际的含 义 就是 ： 当信 号通 过 放大 器时 ， 受放 大 器 自身 噪声 的影 响 ， 噪 比要 下 降 ， 信 噪声 系数就 是 此时信 噪 比下 降 的倍 数 ．
俊 （９２ ， ， 西 宜丰 人 ， 师 ， 究 方 向 ： 信技 术 、 算机 网络 １８ 一） 男 江 讲 研 通 计
４ ２ ・
罗 俊 易亚军
姚
波： 基于 Ａ Ｓ的低噪声放 大器的仿真设计 Ｄ
了动 态范 围的 上限 ， 而噪 声性 能决定 了动 态 范 围的下 限 ． 防止 大信 号输 入产 生 非线 性 失 真 的情况 ， 般 应选 为 一
改造 ， 过 Ａ Ｓ软 件 对 低噪 声放 大 器进 行 仿 真 ， 通 Ｄ 然后 对 改 造 后 的 放 大 器 的稳 定 性 、 声 系数 进 行 分 析 ． 噪 关键 词 ： Ｅ ２００ ；低 噪 声放 大 器 ；噪 声 系数 Ｎ ３ １Ｓ １
基于ADS低噪声放大器设计及仿真
毕业论文基于ADS的低噪声放大器设计与仿真一、实验背景和目的31.1 低噪声放大器31.1.1 概念41.1.2 主要功能41.1.3 主要应用领域51.2 低噪声放大器的研究现状51.3 本实验报告的主要研究容和容安排7二、低噪声放大器的原理分析与研究72.1 低噪声放大器的基本结构72.2 低噪声放大器的基本指标82.2.1 噪声系数92.2.2 增益102.2.3 输入输出驻波比102.2.3 反射系数112.2.4 放大器的动态围（IIP3）112.3 低噪声放大器设计设计的基本原则112.3.1 低噪声放大管的选择原则112.3.2 输入输出匹配电路的设计原则12三、低噪声放大器的设计163.1 放大器设计的主要流程163.2 低噪声放大管的选择173.3 稳定性计算203.4 输入输出匹配电路电路设计213.5 偏置电路213.6 电路中需要注意的一些问题22四、设计目标23五、ADS软件仿真设计和结论245.1 ADS仿真设计245.1.1 直流分析DC TRacing245.1.2 偏置电路的设计245.1.3稳定性分析255.1.4噪声系数园和输入匹配255.1.5最大增益的输出匹配285.2 结论分析34需要仿真源文件，请在空间留言一、设计的背景和目的1.1低噪声放大器在无线通信系统中，为了提高接受信号的灵敏度，一般在接收机前端放置低噪声放大器用来提高增益并降低系统的噪声系数。
1.1.1概念低噪声放大器是噪声系数很低的放大器。
一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。
由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。
理想放大器的噪声系数F＝1（0分贝），其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。
现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Te 可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于2 分贝。
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。
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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。
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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
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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，
低噪声放大器的仿真设计
数。 下式 给 出 了多级 放 大 器噪 声 系 数 公式 。
＝
Ⅳ，＋ ｌ
， ＋
Ｇ ＋． （） ． ２ ・
１ ３动态 范围 ． 动 态 范 围的 定 义是 ： ＮＡ输 入信 号 允 Ｌ 许 的 最 小 功 率 和 最 大 功 率 的 范 围 。 线性 非 指标 限制 了动 态 范 围 的上 限 而 下 限则 取 决 于 它的 噪 声性 能 。 当放 大 器的 噪 声 系数 Ⅳ ，
低 噪 声 放 大 器 处 于 接 收 机 的 最 前 端 ， 噪 声 功率 ； 。 输 出 端 的 信 号 功 率 ， 为 是 接 收 机的 第 一 级 有 源 电 路 。 噪 放 的 主 为 输 出端 噪 声 功率 。 低 要作 用 是 放 大射 频 前 端 的 天 线 接收 到的 信 １ ２Ｌ Ａ工作 带宽及增 益 ． Ｎ 号 ， 低 干扰 噪 声 ， 降 以供 接 受 系 统 解调 出所 工 作带 宽是 指 功 率 增 益 满 足 平 坦 度 要 需的信号 。 求 以 及 噪 声 系 数 满 足 要 求 的 的 频 带 范 围。 功 率 增 益 是指 信 号 源和 负载 都 是 ５ ０ Ｑ 标 准 阻 抗时 的实 测 增 益 。 际 测量 时 ， 用 实 常 １ ＬＡ Ｎ 主要 技术指标 １ １Ｌ Ａ噪声 系数和 噪声温 度 ． Ｎ 功 率 计 先 测 出信 号 源 的 功率 ； 后 将 放 然 放 大 器 的 噪 声 系 数 由 公 式 （） 义 如 大 器 接 到 信 号 源 上 ， 放 大 器 输 出 功 率 １定 再
ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥ ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＮＦ Ｊ ＯＲＭＡＴ１ ０Ｎ
工 程 术
低噪声放大器 的仿真设计①
周 伟 中 （ 南交通大 学电磁场 与微波技术 研究所 四川成都 ６ ０ １ 西 １ ３ ） ０
低噪声放大器的设计与仿真
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｕｌ ｔｏ ｆｌ ｗ ｉｅ ８ ２ｐ ｉ ｅ ｓｇ ｎ ｓｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｎｏ ｓ １ ｌｆ ｒ １ ｉ
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第 １ ８卷 第 ７期
Ｖ １１ ｏ ．８
Ｎｏ７ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃｒ ｎｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ｅ ｔｏ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
２１ ０ ０年 ７月
Ｊ１２ １ ｕ． ０ ０
低噪声放大器的设计 与仿真
杨 永 辉 （ 西安 来自子 科技 大 学 陕西 西 安 ７ ０ ７ ） １ ０ １
应用． 同时 指 出 结构 尺 寸 设 计 的 理论 依 据 。最 终 以 图形 方式 给 出满足 指标 要 求 的 设 计 结 果 。 关键 词 ： 噪 声 放 大器 ； 收 机 ； 声 系数 ；匹配 网络 低 接 噪 中 图分 类 号 ： Ｎ ５ ． Ｔ ８ ０８ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ４ ６ ３ （ ０ ０ ０ — ２ ０ ０ １７ — ２ ６２ １ ）７ ０ ０ —４
一款32~38 GHz毫米波宽带低噪声放大器的仿真设计
0引言(Low Noise Amplifier,LNA)、、[1-3]。
,LNA、[4]。
1。
,。
(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor,PHEMT),:、、、、、[5,6]。
图1射频接收机前端链路框图一款32～38GHz毫米波宽带低噪声放大器的仿真设计单伟袁航钟思洁郑晓赵梦薇(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610213)【摘要】毫米波电子系统在雷达与卫星通信、电子对抗、遥测遥感、航天测控等通信接收系统领域有着广泛的应用。
其中,低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)作为毫米波通信系统前端接收机的第一级关键电路,在工作带宽内将前端接收到的微弱信号进行放大,并在抑制信号噪声干扰、降低噪声系数,提高接收灵敏度起着至关重要的作用。
文章研究设计了一款工作频率范围为32~38GHz的低噪声放大器,该放大器采用赝同晶型高电子迁移率晶体管(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor,PHEMT)三级级联的电路结构,并采用自偏压供电。
在级联的输入端通过匹配网络实现最佳噪声反射系数,在级联的输出端通过匹配电路保证高增益和最大功率传输。
末级利用高通滤波器实现增益平坦性,利用电阻网络调节输出驻波比。
通过仿真分析表明,该低噪声放大器在32~38GHz工作频率范围内的噪声系数NF≤2dB,带内增益G≥20.5dB,输入与输出回波损耗RL≤9.5dB。
【关键词】毫米波;低噪声放大器;带宽;收发机中图分类号:TN80文献标识码:A DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2021.12.35【Abstract】The millimeter wave electronic system has a wide range of applications in the field of communication receiving systems such as radar and satellite communications,electronic countermeasures,telemetry and remote sensing,and aerospace measurement and control.Among them,the Low Noise Amplifier(LNA),as the first-stage key circuit of the front-end receiver of the millimeter wave communication system,amplifies the weak signal received by the front-end within the working bandwidth.And it plays a vital role in suppressing signal noise interference, reducing noise figure,and improving receiving sensitivity.This paper studies and designs a low-noise amplifier with a working frequency band of32~38GHz.The amplifier adopts a three-stage cascade circuit structure of Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor(PHEMT)tubes and uses self-bias to supply power.The best noise reflection coefficient is achieved through a matching network at the input end of the cascade,additionally,high gain and maximum power transmission are ensured through a matching circuit at the output end of the cascade.The final stage uses a high-pass filter to achieve gain flatness,and a resistor network is used to adjust the output standing wave ratio.Simulation analysis shows that the low-noise amplifier has a noise figure NF≤4.5dB,in-band gain G≥20dB, and input and output return loss RL≤-10dB in the32~38GHz working frequency range.【Key words】Millimeter wave;Bandwidth;Low noise amplifier;Transceiver作者简介:单伟(1993—),男,汉族,硕士研究生,助理工程师,从事核仪表系统技术、微波毫米波电路系统的研究。
基于ADS低噪声放大器设计及仿真
基于ADS低噪声放大器设计及仿真ADS是一种电路仿真工具，可用于设计和仿真电子电路。
低噪声放大器在许多应用中非常重要，特别是在无线通信和信号处理中。
本文将介绍如何基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真。
首先，需要明确低噪声放大器的设计目标和性能指标。
低噪声放大器的主要目标是提供高增益和低噪声，以传输和放大信号时尽可能降低噪声干扰。
因此，设计低噪声放大器的时候需要考虑以下指标：1.增益：放大器应具有足够的增益来放大信号，使其达到所需的信号水平。
2.噪声系数：噪声系数是一种量化噪声性能的指标，它表征了放大器引入的噪声功率与输入信号功率之比。
低噪声放大器应该具有较低的噪声系数以降低信号的噪声干扰。
3.带宽：放大器的带宽决定了它能够传输的频率范围。
对于无线通信和信号处理应用，放大器需要具有足够宽的带宽来传输高频信号。
设计低噪声放大器的第一步是选择适当的放大器拓扑结构。
常见的低噪声放大器拓扑结构包括共源极、共栅极和共基极。
在ADS中，可以使用S参数模型来模拟这些拓扑结构，并进行频率和噪声分析。
在选择了适当的拓扑结构之后，需要设计放大器的电路参数，如电流源偏置、电流源阻抗以及电容。
这些参数将直接影响放大器的性能。
接下来，使用ADS进行电路仿真。
可以将放大器的电路图导入ADS，并添加合适的仿真器和分析器。
一般来说，需要进行频率响应、增益和噪声分析。
在进行噪声分析时，需要输入合适的噪声模型，并设置合适的参数。
仿真完了之后，可以通过改变电路参数和拓扑结构来优化低噪声放大器的性能。
一般来说，可以尝试改变电容和电流源的值，以及优化电流源阻抗和偏置电流。
最后，可以根据仿真结果进行实际电路的制作和测试。
由于ADS可以生成精确的电路参数和特性，因此可以根据仿真结果进行电路制造，并通过实验进行性能验证。
综上所述，基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真可以帮助工程师优化放大器的性能，以满足特定应用的需求。
通过合理选择拓扑结构、优化电路参数和进行全面的电路仿真，可以设计出具有高增益和低噪声的低噪声放大器。
S波段低噪声放大器的ADS仿真与设计
＝
） Ｉ ．Ｉ Ｓ Ｉ ， Ｉ ＜ １ － Ｉ ｓ Ｉ
低 噪 声 放 大 器 的 仿 真 设 计 过 程
系统 主要 的组成模 块如 图１ 所
改 善 其 稳 定 性 。最 终 稳 定 性 如 图 ３ 所
ｉ ： ｌ 其中 ，Ａ＝
入 匹 配 网 络 确 定 ．但 又 受 有 源 器 件 及 设 计 电路 如 图４ 所示。
Ｈ Ｍ Ｃ７ｌ Ｓ ＬＰ３。
仿 真结果 如图５ 所 下转４ ５
、 ＾ ， 、 ＾ ， 、 Ⅳ ． ｅ ｅ ｐ ｗ． ｃ ｏ ｎ ｒ ． ｃ ｎ ２ ０ １ ３ ． ２ 运 孑崖品 啦幂 ３ ８＃ ・ ／
凌 威 第 测 试 测 量
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责任编辑 ：万狮
者 ．则采 用 上 一次 的搜 索 路 径 。
后 ，ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 会 返 回９ 组 数 据 ，其 中 温 度 及 风 扇 转 速 ， 控 制 直 流 风 扇 降
在 此 有 两 点 需 要 注 意 ： 一 是 网 第 一 组 数 据 的 低 ４ 位 代 表 温 度 小 数 部 温 ，直 观 、实 用 ，效 果 令 人 满 意 。 络 上从机发 回的位数据呈 “ 线 与 ” 关 分 ，换 言 之 ，即 是 把 ｌ 度分解为 １ ６ 个４ 系 ：二 是 ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 中６ ４ 位Ｉ Ｄ码 分 别 标 位 二 进 制 数 来 表 示 ， 则温 度 小 数 部 分 结 论
滤 波 ，第 一 级 放 大 器 选 用 Ａ ＴＦ ３ ８ １ ４ ３ 晶 体 管 ，并 通 过 Ａ ＤＳ 软 件 仿 真 设 计 匹
噪 声 分 析 和 匹 配 电路 设 计 。 考 虑 到 系 统 需 要 最 佳 噪 声 ， 因此 在第 一 级
基于ADS的低噪声放大器设计与仿真
基于ADS的低噪声放大器设计与仿真低噪声放大器（Low Noise Amplifier，简称LNA）是一种用于放大微弱信号的模拟电路。
在通信系统、雷达系统和无线传感器网络等应用中，LNA被广泛使用。
设计和仿真低噪声放大器可以通过多种方式实现，而其中一种常见的方法是基于开环电压增益的放大器设计技术。
下面将介绍如何基于ADS （Advanced Design System）软件进行LNA的设计与仿真，以实现低噪声和高增益。
首先，选择适当的晶体管器件。
根据所需的频率范围和特性要求，选择合适的晶体管型号。
ADS软件提供了多种晶体管模型，可以根据需要进行选择。
其次，进行电路拓扑设计。
根据晶体管的输入和输出阻抗要求，选择合适的匹配网络。
同时，还需要设计适当的偏置电路，以确保晶体管工作在最佳工作点。
然后，进行S参数仿真。
使用ADS软件的S参数仿真工具，对电路进行S参数仿真。
通过调整匹配网络和偏置电路，优化电路的S参数，以获得最佳的增益和带宽。
接下来，进行噪声参数仿真。
使用ADS软件的噪声参数仿真工具，对电路进行噪声参数仿真。
根据要求，选择适当的噪声参数模型，以评估电路的噪声性能。
然后，进行稳定性分析。
使用ADS软件的稳定性分析工具，对电路进行稳定性分析。
通过调整反馈网络和补偿网络，确保电路的稳定性。
最后，进行时域和频域仿真。
使用ADS软件的时域仿真和频域仿真工具，对电路进行时域和频域分析。
通过调整电路参数，优化电路的动态性能和频率响应。
需要注意的是，在整个设计过程中，应根据需要进行多次优化。
可以通过改变电路拓扑、调整匹配网络和偏置电路等方式进行优化。
总结起来，基于ADS的低噪声放大器设计与仿真主要包括晶体管选择、电路拓扑设计、S参数仿真、噪声参数仿真、稳定性分析、时域和频域仿真等步骤。
通过多次优化，可以实现低噪声和高增益的设计要求。
低噪声放大器设计与仿真
实验3 低噪声放大器设计与仿真实验目的：1.了解微波低噪声放大器的技术指标和设计方法；2.掌握使用ADS软件进行微波有源电路的设计、仿真与优化。
实验内容：3.1 低噪声放大器的基础知识3.2 晶体管直流工作点扫描3.3 晶体管S参数扫描3.4 SP模型的仿真设计3.1 低噪声放大器的基础知识1. 低噪声放大器的作用●放大微弱信号●降低噪声干扰在接收机或各种特定的无线通信系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。
因此，低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
2. 低噪声放大器的主要技术指标●噪声系数●放大器增益●增益平坦度●稳定系数●输入输出驻波比●通频带、中心频率●输出功率●…提高低噪声放大器的增益对降低接收机的噪声系数是非常有利的，但是低噪声放大器的增益过高会影响到整个接收机的动态范围。
因此，一般来说，低噪声放大器的增益应与系统的整机噪声系数、接收机的动态范围等结合起来考虑。
3. 低噪声放大器的设计方法①选择合适的晶体管，下载并安装晶体管的库文件。
②进行直流分析，确定直流工作点。
③偏置电路设计。
④稳定性分析。
⑤噪声系数圆和输入匹配设计。
⑥最大增益的输出匹配设计。
⑦匹配网络的实现。
⑧版图的设计。
⑨原理图和版图的联合仿真。
4. 软件仿真注意事项➢仿真时模型的选择1晶体管✓sp模型：属于小信号线性模型，模型中已经带有了确定的直流工作点，和在一定范围内的S参数，仿真时要注意适用范围。
Sp模型只能得到初步的结果，对于某些应用来说已经足够，不能用来做大信号的仿真，或者直流馈电电路的设计，不能直接生成版图。
✓大信号模型：可以用来仿真大、小信号，需要自行选择直流工作点，仿真时要加入馈电电路和电源。
带有封装的大信号模型可以用来生成版图。
➢仿真时模型的选择2集总参数元件：电容、电阻、电感✓在进行电路优化时，可直接选用参数连续变化的模型✓在系统设计最后，需要把这些优化过的元件替换为器件库中系列中的元件才是可以制作电路、生成版图的。
基于ADS的低噪声放大器设计与仿真
基于ADS的低噪声放大器设计与仿真低噪声放大器（Low-Noise Amplifier, LNA）是射频电路中非常重要的一个部分，主要用于放大信号并减小信号中的噪声。
在无线通信系统中，LNA的性能对整体系统的灵敏度和性能有着较大影响。
因此，设计和优化LNA的性能是一个重要的任务。
为了设计和仿真低噪声放大器，我们可以使用射频电路设计工具ADS （Advanced Design System）。
以下是基于ADS的LNA设计和仿真步骤的详细说明：1.设定设计规格：首先，我们需要确定LNA的设计规格，包括增益、带宽、输入和输出阻抗以及噪声指标等。
这些规格将指导后续的设计和优化。
2.选择合适的器件模型：在ADS中，我们可以从器件库中选择合适的射频器件模型。
这些器件模型通常由芯片制造商提供，并包含了器件的电性能和行为特性。
3.组装电路拓扑：在ADS设计环境中，我们可以通过拖拽和连接器件模型，以及添加连接线和连接器等来组装电路拓扑。
根据设计规格，我们可以选择串联或并联的方式来组装放大器电路。
4.添加偏置电路：为了使LNA正常工作，我们需要添加适当的偏置电路。
这些偏置电路可以是直流电源、偏置电阻和偏置电容等。
5. 设计匹配网络：为了确保LNA的输入和输出阻抗与源和负载匹配，在ADS中，我们可以使用S参数和Smith图等工具来设计和优化匹配网络。
6.仿真性能指标：在设计完成后，我们可以使用ADS的模拟仿真工具来评估LNA的性能指标，如增益、噪声指标、稳定性和带宽等。
这些仿真结果可以帮助我们了解LNA的行为特性，识别并改进潜在的问题。
7.优化设计：根据仿真结果，我们可以进行一系列的设计优化，包括调整组件值、优化匹配网络、改变电路拓扑等。
通过不断地迭代优化，我们可以逐步接近设计规格的要求。
8.布局和封装：当设计满足规格要求后，我们可以进行布局设计和封装。
在ADS中，我们可以使用高级工具来完成布局和封装过程。
9.重新仿真和验证：在布局和封装完成后，我们需要重新进行仿真和验证。
低噪声放大器直流偏置电路的仿真设计实验
低 噪声 放 大 器 直流 偏 置 电路 的仿 真 设 计 实 验
何颖
（９ １ 队，乌鲁木齐 ８ ０ １ ） ６０ ７部 ３ ０ ７ 摘 要： 噪声放 大器 （ｏ ｏ ｅＡ ｌ ｅ，Ｌ Ａ Ｌｗ Ｎ ｉ ｍｐ ｆ ｒ Ｎ ）是微波 系统及其测量仪器 中的 关键部件之一 ，其噪声的大小直接 ｓ ｉ ｉ
ＨＥ ｎｇ Ｙｉ
（９ １ Ｌ ｒｏ ｓ Ｕ ｕ ｑ ３ ０ ７ ６ ０ ７Ｐ Ａ Ｔｏ ｐ ， ｒｍ ｉ ０ １ ） ８
Ａｂ ｔａ ｔ ｏ ｗ Ｎｏｓ ｓｒ ｃ ：Ｌ ｉｅ Ａｍｐ ｉ ｅ ｓｏ ｅ ｏ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｅ Ｍｉｒ ｗａ ｅ Ｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅｒｍｅ ｓ ｒ ｇ ａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｔ Ｎｏｓ ｌ ｒｉ ｎ ｆ ｙ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｆｔ ｃ ｏ ｖ ｙ ｔ ｍ ｎ ｈ ｉ ａ ｕ ｉ ｐ ａ ａ ｕ ，ｉ ｉｅ ｉ ｆ ｋ ｈ ｎ ｓ
电路 的主 要 元 件 ，选 择 Ｔ型 网络 作 为 匹 配 网络 的 拓扑 结 构 。
２ 偏置 电路仿 真设 计
晶体 管 Ａ ３ １３的 ｓｐ文件 【 提供 了在 不同直流偏 置下 Ｔ４４ ２ － ｌ
的 噪 声 、增 益 及 Ｓ参 数 的情 况 。根 据 设 计 需 要 确 定 了直 流 偏
置 （ ＝ ｖ，， ＝ ０ Ａ ，在 ２０ Ｈ ３ ， ４ｍ ） ． ｚ附近工作 时有 较低 的噪 Ｇ 声系数和较高 的可资用增益 。接下来就 是采用一 定 的电路 结
导致放大器 电路 的不稳定 。偏置 电路设计 的重要性不可低估 ，
主要 介 绍 了 低 噪 声 放 大 器 中支 直 流 偏 置 电 路 的仿 真 设 计 的 一
设 计偏置 电路 时 ，首先应用 射频开发 软件 Ａ Ｐ Ａ Ｐ Ｃ Ｄ计算
低噪声放大器的设计与仿真
低噪声放大器的设计与仿真随着技术与工艺的提高，通信系统中限制通信距离的因素已不是信号的微弱程度，而是噪声干扰的程度。
克服噪声干扰是设计电子设备必须考虑的问题。
从广义上来讲。
噪声是指设计中不需要的干扰信号，然而各种各样的通信信号通常是以电波形式传播，因此，接收有用信号的同时，不可避免地混入各种无用信号。
即便是采取滤波、屏蔽等方法，还是会有或多或少无用的信号渗入到接收信道中，干扰后续信号处理。
在改善外部干扰的同时，还需充分发挥设计人员的主观能动性，即就是从接收机内部降低设备自身干扰，主要是采用低噪声放大器来实现。
因此，这里提出一种低噪声放大器的设计方案。
1 低噪声放大器技术指标与设计原则1．1 主要技术指标低噪声放大器的主要技术指标包括：噪声系数、功率增益、输入输出驻波比、反射系数和动态范围等。
由于设计低噪声放大器时，在兼顾其他各指标的同时，主要考虑噪声系数。
噪声系数是信号通过放大器(或微波器件)后，由于放大器(或微波器件)产生噪声使得信噪比变坏。
信噪比下降的倍数就是噪声系数，通常用NF表示。
放大器自身产生的噪声常用等效噪声温度表示。
噪声温度与噪声系数NF的关系式中，T0为环境温度，通常以绝对温度为单位，293 K，注意：这里的噪声系数NF并非以dB 为单位。
对于单级放大器，噪声系数的计算公式为式中，NFmin为晶体管最小噪声系数，由晶体管本身决定；Γout、Rn、Гs分别为获得NFmin时的最佳源反射系数、晶体管等效噪声电阻、晶体管输入端的源反射系数。
而多级放大器噪声系数的计算公式为式中，NF总为放大器整机噪声系数；NF1、NF2、NF3分别为第1，2，3级的噪声系数；G1、G2分别为第1，2级功率增益。
从式(3)看出，当前级增益G1和G2足够大时，整机的噪声系数接近第l级的噪声系数。
因此多级放大器中，第1级的噪声系数大小起决定作用。
1．2 设计原则1．2．1 晶体管的选取射频电路中低噪声晶体管的主要技术指标为：高增益、低噪声以及足够的动态范围。
低噪声放大器设计与仿真
射频技术及其应用实验报告系（院）：信息与通信工程学院专业：通信工程班级：通信 1 0 - 2BF实验内容：低噪声放大器设计与仿真姓名：学号：序号：完成日期： 2 0 1 3 年 1 2 月 1 5日一、低噪声放大器设计与仿真1、基本原理放大器可分为低噪声放大器、高增益放大器、中功率放大器和大功率放大器。
电路组态按工作点的位置一次分为A类、B 类、C 类3种。
A类放大器用于小信号、低噪声，通常用作接收机前端放大器和功率放大器或功率放大器的前级放大。
B类和C类放大器电源效率高，输出信号谐波成分高，需要有外部混合电路或滤波电路。
低噪声放大器，噪声系数很低的放大器。
一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。
2、主要技术指标1）频率范围2）增益3）噪声系数4）动态范围3 低噪声放大器设计原则1）放大器中放大管的选择2）I/O匹配电路的设计原则3）电路中需要注意的一些问题4）低噪声放大器方便的设计手段5）同行业低噪声放大器的发展水平二、低噪声放大器的设计1、晶体管直流工作点扫描（1）创建一个新项目①启动ADS2009，选择MainWindows.②执行菜单命令，按照提示选择项目保存的路径和输入文件名。
③单击OK按钮，创建新项目。
④单击，新建电路原理图窗口，开始设计滤波器。
（2) 选择 Sources- Ti m e s D om ai n类→选择控件→放置到原理图中→双击修改属性使Vdc=VCE→选择控件→放置到原理图中→双击修改属性使I dc =IBB。
（3) 选择PtobeComponent s 类→选择控件放置到原理图中→在工具栏中选取单击图标→查找元件pb_ph_AT41511_19950125放置到原理图中。
（4)选择→选择控件放置到原理图中，双击修改属性。
基于ADS仿真的低噪声放大器设计
基于ADS仿真的低噪声放大器设计类别：模拟技术1 引言低噪声放大器(LNA)位于射频接收机的前端，其主要功能是对微弱信号进行低噪声放大。
在低噪声放大器的设计过程中，要综合考虑其放大能力、噪声系数和匹配等因素，这需要大量的理论计算和smith圆图分析，给设计工作带来困难。
Advanced Design System(ADS)软件是Agilent公司在HPEESOF系列EDA软件基础上发展完善的综合设计软件，内含很多进行小信号放大器设计的控件，能实现大量的计算和smith圆图分析。
以下将介绍如何利用ADS设计和仿真低噪声放大器。
2 低噪声放大器的设计理论图1是放大器电路原理框图，其中r 表示源反射系数，r 表示负载反射系数。
不同的r 和r。
．将影响放大器的稳定性、噪声系数、增益、驻波等参数。
设计放大器的过程就是根据放大器的s参数，以及噪声系数、增益、驻波等的要求来确定TS和TL，然后根据TS和TL 确定输入、输出匹配网络。
图1 晶体管放大器电路原理框图低噪声放大器主要指标是噪声系数Ts ，其与源反射系数的关系如下：其中电阻，Topt是最佳源反射系数。
当Ts=Topt时，可以获得最低噪声系数 NFmin。
一般的低噪声放大器的输入匹配电路是按照噪声最佳来设计的，为了获得较高的功率增益和较好的输出驻波比，输出端采用输出共扼匹配。
3 低噪声放大器设计仿真和优化3．1 设计目标低噪声放大器设计的关键是电路的第一级。
对于低噪声放大器的第二级及后续电路，可以使用MMIC微波单片放大器来完成，其设计相对来说比较简单。
利用ATF一33143完成电路第一级的设计目标是：频率：1260MHz一1280MHz；增益：≥10dB；噪声系数：≤0．5dB；输入驻波比：≤1．5；输出驻波比：≤1．5。
3．2 仿真设计(1)建立模型上网下载ATF一33143的器件手册，其器件手册中提供了标准模型 J。
(2)确定工作点及偏置电路根据芯片在各直流工作点条件下的性能选择直流工作点。
C波段低噪声放大器的仿真设计
标的要 求。
关 键 词 ： 噪 声放 大 器 ；负反 馈 网络 ； Ｅ 低 Ｈ ＭＴ； Ｃ波段 ； Ｄ Ａ Ｓ仿 真 及 优 化 中图 分 类 号 ： Ｎ ２ ． Ｔ ７２３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ — ２ ６ ２ ｌ ）２ ０ ９ — ４ ６４ ６ ３ （０ １２ — ０ ４ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ Ｌ ｔ ｘ ｅ ｌｎ ｅｆ ｒ ｎ ｅｆｏ ５５ Ｈｚｔ ．ＧＨｚｂ ｎ ｕ ｐ ｓ ，ｔ ｉ ｄ ｓｇ ｓ ｓａ ｌｗ－ ｏ ｓ ， ｓｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ＮＡ ｗｉ ｅ ｃ ｌ ｔ ｒ ｍａ ｃ ｒ ｍ ． Ｇ ６５ ｈ ｈ ｅ ｐ ｏ ｏ ａ ｄ ｐ ｒ ｏ ｅ ｈ ｓ ｅ ｉｎ ｕ ｅ ｏ ｎ ｉｅ ｈ ｓ ｓ ｏ ｉｔ ｄ ｇ ｉ Ｐ ｉｈ ａ ｓ ｃａ ｅ ａｎ， ＨＥＭＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｉ ｎ ｄ Ａ Ｆ ３ ６ ｔａ ｓｓｏ ，ｔ ｅｃｒ ｕ ｔｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｗ ｔ ｗ ａ ｃ ｄ ｔ ｃｕ ｅ ｔ ｈ ｏｏ ｙ ｄ ｓｇ ｅ Ｔ － ５ ７ ｎ ｉ ｒ ｈ ｉｃ ｉ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ｉ ｔ ｏ ｃ ｓ ａ ｅｓｒ ｔ ｒ ｅ １ ｒ ｔ ｈ ｕ ｆｒ ，ｍｉｒ ｓｒ ｉ ｕ ｔ ｓｕ ｅ ｏｃ ｍｐｅ ｅ ｔｅ ｉ ｐ ｔ ｏ ｔ ｕ ｎ ｔｒｔ ｇ ｔ ｈ ｎ ，ｔ ｒ ｕ ｈ ｔｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｙ ｍｏ ｕ ｅ ｎ ｏ ｍ ｃ ｏ ｔ ｐ ｃ ｒ ｉ ｉ ｓ ｄ ｔ ｏ ｌ ｔ ｎ ｕ ， ｕ ｐ ｔ ｄ ｉ ｅ ｓａ ｅｍａｃ ｉ ｇ ｈ ｏ ｇ ｈ ｕ ｃ ｉ ａｉ ｄ ｌｓａ ｄ ｉ ｃ ｈ ａ ｎ ｏ ｔ ｏ ｔ ｚｎ ｎ ｉ ｎ ｎ ｒ ｖｄ ｄ ｂ ｐ ｉ ｉ ｇ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｐ ｏ ｉ ｅ ｙ ＡＤＳ ｏｔ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｒｕ ｔ ｇ ｉ ｎ ｉｅ ｆ ｕ ｅ， Ｖ Ｗ Ｒ， ｓａ ｉ ｔ ｆｃ ｎ ｏｈ ｒ ｍｉ ｏ ｓ ｆ ｒ ， ｈ ｉ ｉ ａｎ， ｏ ｓ ｇ ｒ ｗ ｃ ｉ Ｓ ｔ ｂ ｌ ｙ ａ ￣ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ
基于ADS的低噪声放大器设计与仿真(000002)
基于ADS的低噪声放大器设计与仿真(000002)齐齐哈尔大学综合实践（论文）题目基于ADS的低噪声放大器设计与仿真学院通信与电子工程学院专业班级 xxxxxxxx学生姓名 xxxxxxx学生学号 xxxxxxxxxxx指导教师 xxxxx摘要：低噪声放大器，实质上就是噪声系数很低的放大器。
一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
噪声放大器主要面向移动通信基础设施基站应用，例如收发器无线通信卡、塔顶放大器、组合器、中继器以及远端/数字无线宽带头端设备等应用设计。
本次课程设计的主要目的是熟练运用先进设计系统（ADS）仿真软件设计一个基于BJT的低噪声放大器，其仿真结果能够实现放大微弱信号，从而降低噪声干扰。
在接收机或各种特定的无线通信系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。
因此，低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
关键词：低噪声放大器先进设计系统双极结型晶体管噪声系数接收机目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 低噪声放大器的应用 (1)1.3 本文课程设计实验目的及意义 (1)1.3.1 实验设计目的 (1)1.3.2 实验设计意义 (1)第二章低噪声放大器基础 (2)2.1 低噪声放大器的功能和指标 (2)2.2 软件设计仿真时注意事项 (2)第三章低噪声放大器的设计与仿真 (3)3.1 晶体管直流工作点的扫描 (3)3.1.1 建立工程 (3)3.1.2 晶体管工作点扫描 (3)3.2 晶体管的S参数扫描 (5)3.3 SP模型的仿真设计 (8)3.3.1 构建原理图 (8)3.3.2 SP模型仿真 (9)3.3.3 输入匹配设计 (10)3.4 综合指标的实现 (15)3.4.1 放大器稳定性分析 (15)3.4.2 噪声系数分析 (16)3.4.3 输入驻波比与输出驻波比 (16)第四章封装模型仿真设计 (18)4.1 直流偏置网络设计 (18)4.1.1 偏置网络计算 (18)4.1.2 偏置网络仿真 (19)4.2 封装模型的仿真 (20)4.2.1 重新建立原理图 (20)4.2.2 参数仿真 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第一章绪论1.1 概述低噪声放大器，噪声系数很低的放大器。
低噪声放大器仿真实验
东南大学电子电路与综合实验报告
实验一低噪声放大器仿真实验
一、实验目的
（1）了解低噪声放大器的工作原理
（2）掌握双极性晶体管放大器的工程设计
（3）掌握低噪声放大器的基本参数的测量方法
（4）熟悉Multisim软件的高级分析功能
二、实验原理
三、实验仪器
四、实验内容/实验步骤
1、2MHz
（1）搭建电路图，如下图所示：
（2）直流分析
点击仿真——分析——直流工作点，得到下列结果：
（3）交流分析（4）噪声分析
2、250MHz （1）搭建电路
(2)直流分析
(3)交流分析
(4)噪声分析
五、思考题
（1）比较250MHzLNA LNA的输入信号频率为250MHz时，所获得的噪声系数与2MHzLNA的输入信号频率为2MHz相同幅度信号时的噪声系数的区别，并对差异的原因进行探讨。
250MHz时，噪声系数比2MHz时大很多。
在高频电路中，由于rbb’的作用，Ub’e会减小，使输出电流减小。
由Cb’c构成的反馈回路对电路的稳定性的影响也会随输入信号的频率的增加而增加。
（2）将2MHzLNA中NPN管换为NMOS管后，响应的仿真结果会产生那些不同，并对原因进行探讨。
换成NMOS后，直流分析和交流分析得到的幅值都要比晶体管的高，同时它的噪声系数也远远高于晶体管的噪声系数。
场效应管是电压控制的组件，晶体管是电流控制的组件，NMOS的跨导gm比晶体管的小很多，场效应管的功耗要小。
因此，在输入电流较小的情况下用NMOS时的输出幅值要更大一些。
一种超宽带低噪声放大器的仿真设计
放 大 器输 入 匹配 电路 ，负反 馈 电路 ，级 间 匹 配电路 和第 二级 放大 器输 出匹配 电路 四部 分
组． 成。
关键 词 超 宽带；低噪声放 大器； 负反馈 ；协同仿真 中 图分 类号 ：Ｔ Ｎ ７ ２ ２ ． ５ 文 献标识 码 ：Ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
于１ ｄ Ｂ ，Ｐ １ ｄ Ｂ 大于１ ５ ｄ Ｂ ｍ 。
ｌ 一 ｝ ｌ 】 ｌ 一 Ｉ ２ ２ Ｊ ＋ ｌ Ａ Ｉ 、 １ ２ Ｉ ｓ ｌ ２ ｆ ｌ Ｓ ２ ｊ 『
（ １ ） ２ 一 Ｓ １ ２ Ｓ ２ 】 Ｉ ＜
刀 ：
一
种超宽带低 噪声放 大器 的仿真设计
杜丽军 中 国 电子 科 技 集 团公 司 第三 十 八 研 究所 ，合 肥 ２ ５ ０ ０ ８ ８
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ Ｕｌ ｔ ｒ ａ －ｗ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ Ｌ ｏ ｗ Ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ Ａｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ
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Ｎ Ｏ． ３ ８ Ｋｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ（ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｏ ｆ Ｃ ＥＴ Ｃ． Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２￣ ００ ３ １． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
摘 要 本 文介 绍 了一种 超 宽带低 噪声 放 大 器的仿 真 设 计 ，采 用 负反 馈技 术提 高 了工作 带 宽并增
式 中 ，Ｋ 表 示 稳定 系数 。 １ ． ２ 负反馈 电路 负 反 馈技 术 在 宽 频 带 内 可 以 得 到 很 好 的增 益平 坦 响应 和 低 的输 入输 出驻 波 比 】 ， 具 有较 好 的稳定 性 ，因此在 宽带 放大 器 电路 设 计 中应 用广 泛 。 负 反 馈 电 路 可 分 为 串 联 负反 馈和 并 联 负反 馈 两大 类 … ，其 电路 原 理 图见 图 １ 中ａ ，ｂ 图所 示 。串联 负 反馈 电路 （ 又 被 称 为无 损负 反馈 电路 ）是 在源 极加 入 电抗 性 的元 件 。并 联 负 反 馈 电 路 的 基 本 原 理 是 用ＲＬ Ｃ电路 将 栅 极 和 漏 极 连 接 起 来 ，使 得 Ｆ Ｅ Ｔ 的输 入 、输 出阻抗迅 速 接近 ５ Ｏ Ｑ ，改 善 放 大 器的稳 定性 Ｊ 【 。