低频低噪声高增益放大器

合集下载

一种高增益低噪声低功率跨阻放大器的设计与实现

第３２卷　第３期２００９年６月电子器件ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌＯｆＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓＶｏｌ．３２　Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２００９ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａＨｉｇｈＧａｉｎＬｏｗＮｏｉｓｅａｎｄＬｏｗＰｏｗｅｒＴｒａｎｓ－ＩｍｐｅｄａｎｃｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ倡ＴＡＮＧＬｉｔｉａｎ，ＺＨＡＮＧＨａｉｙｉｎｇ倡，ＨＵＡＮＧＱｉｎｇｈｕａ，ＬＩＸｉａｏ，ＹＩＮＪｕｎｊｉａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｈｉｇｈｇａｉｎ，ｌｏｗｎｏｉｓｅａｎｄｌｏｗｐｏｗｅｒｔｒａｎｓ－ｉｍｐｅｄａｎｃｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｕｓｉｎｇＴＳＭＣ０．１８μｍＣＭＯＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｉｍｉｎｇａｔｓｏｍｅｐｒａｃｔｉｃｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｈａｖｉｎｇａｈｉｇｈｐａｒａｓｉｔｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆ３ｐＦ，ＲＧＣｉｎｐｕｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｏｕｔｆｅｅｄｂａｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｇｏｏｄｔｒａｄｅｏｆｆｂｅｔｗｅｅｎｇａｉｎ，ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｎｏｉｓｅ，ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅａｎｄｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅ：ｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｅｎｄｔｒａｎｓ－ｉｍｐｅｄａｎｃｅｇａｉｎｉｓ７８ｄＢ・Ω，ｔｈｅ－３ｄＢｂａｎｄ－ｗｉｄｔｈｉｓｂｅｙｏｎｄ３００ＭＨｚ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｎｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｎｏｉｓｅｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｔｙａｔ１００ＭＨｚｉｓ６．３ｐＡ／Ｈｚ，ａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｉｓｏｎｌｙ１４．４ｍＷ．Ｔｈｅｄｉｅｓｉｚｅ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｌｌｔｈｅＰＡＤｓ）ｉｓａｓｓｍａｌｌａｓ５００μｍ×４６０μｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓ－ｉｍｐｅｄａｎｃｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ｒｅｇｕｌａｔｅｄｃａｓｃｏｄｅ（ＲＧＣ）；ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｎｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｎｏｉｓｅｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｔｙ；０．１８μｍＣＭＯＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥＥＡＣＣ：２５７０Ｄ；１２２０；５２３０一种高增益低噪声低功耗跨阻放大器设计与实现倡唐立田，张海英倡，黄清华，李　潇，尹军舰（中国科学院微电子研究所微波器件与电路研究室，北京１０００２９）收稿日期：２００９－０２－２０基金项目：国家自然科学基金资助（６０２７６０２１）；国家重点基础研究发展规划项目资助（Ｇ２００２ＣＢ３１１９０１）作者简介：唐立田（１９８３－），男，目前为中国科学院微电子研究所硕士研究生，主要研究方向为模拟与射频集成电路设计，ｔａｎｇ２００３８３１＠１６３．ｃｏｍ；张海英，女，研究员，中科院微电子所微波器件与集成电路实验室副主任，ｚｈａｎｇｈａｉｙｉｎｇ＠ｉｍｅ．ａｃ．ｃｎ摘　要：采用ＴＳＭＣ０．１８μｍＣＭＯＳ工艺设计并实现了一种高增益、低噪声和低功耗跨阻放大器。

低频低噪声高增益放大器讲解

低频低噪声高增益放大器一、基本要求（1）放大器a．电压放大倍数200~2000倍，放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍），有数字显示额外加分。

b．通频带3kHz~5kHz。

c．放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于800nV。

d．最大不失真输出幅度不小于8V。

e．输入电阻不小于1kΩ，输出电阻不大于20Ω。

（2）自制供电电源。

单相交流220伏电压供电，电源波动±10%时可正常工作。

（3）自制适合于本放大器测试用的信号源。

发挥部分（1）电压放大倍数更高、步长更小（2）等效输入噪声不大于200nV。

（3）等效输入电阻大于10kΩ。

（4）数字显示精度进一步改善二、方案设计2.1方案流程图2.2 信号源制作模块信号源原理图信号源效果图说明：单片机制作4.5KHZ的信号源，为电路提高信号源。

2.3 π网络衰减射随器带通滤波器模块制作衰减网络说明：由于单片机制作的信号源输出幅度很大，4V左右，而题目的要求知，信号源提供的电压幅度在10mV左右，因此通过衰减网络达到目的。

射随器说明：射随器提高输入阻抗，以达到题目指定的要求。

带通滤波器说明：带通滤波器的范围为3kHz~5kHz，因此可以满足通频带3kHz~5kHz的要求。

2.4 DAC0832程控网络说明：通过DAC0832实现电压放大倍数200~3000倍的控制，把放大3000倍后的信号作为DAC0832的参考电压，通过数字量实现步进100倍的增益控制。

2.5 后级放大说明：放大倍数进一步放大，固定放大1000倍。

2.6 电源制作模块电源电路图说明：制作电源给电路供电。

三、软件设计软件设计部分的程序流程框图程序流程框图键盘扫描有键按下keyflag=1Key=ox0e Key=ox0d Key=ox0b Key=ox0f 置倍数3000 倍减倍加置倍数200LED显示仿真效果图及原理图说明：通过键盘控制达到改变增益的目的。

宽带高增益低噪声放大器

收稿日期：０７— ３— ９２０００
２设计要求工作频率：ａ波段ｆ ± ．Ｇｚ增益＞５ｄ，ｏ２５Ｈ，￣５Ｂ带内平坦度 ≤ ±１５Ｂ噪声系数 ≤３５Ｂ＿Ｂ．ｄ，．ｄ，Ｐ１ ≥ ｄ１ｄｍ输入接口：Ｊ２；０Ｂ；Ｂ３０输出接口：Ｋ接头；外形尺寸 ≤ｌ． × ３８６ｍ ’ 不包括Ｋ型头的尺寸）３８１．ｘＯｍ（。
Ａｂｔａｔｈｓｐｐｒｏｖｄｔｅｐｓｒｃ：Ｔｉａｅｌｅｍ￣ｅｏｒａｂｎｌｍｅｅ —ｗｖｔｒａｅｃｒｕｔｅｉｎｏａｅｕｄｓｈｍｆｏｄａｄｍｉｉｔｒｂｌａｅｉｅｆｃｉｉｄｓｇｆｖｇｉｅ—ｔｎｃｗｏ—ｍｉｒ￣ｒａｓｔｎｅｏｉｔｎｉｏｐｒｉｉ（ｎｌａ—ｂｎｎｅｉｎｄｂｏｄａｄａｄｈｇａｎｌｗｏｓｍｐｉｅａ—ｂｎｙＡｎｏｔＨＦＳｓｆｒｐｉｚｄａｄａｄｄｓｇｅｒａｂｎｎｉｈｇｉｏｎｉａｌｒｉＫｅｉｆｎａｄｂ．ｆｓＳｏｔｅｏｔｗａｍｉｅ．
作者简介：张迎春（９０，工程师，１７一）女，主要从事微波毫米波的研究。
维普资讯
・
２０・７
其它
Ｏｈｒｔｅｓ
第３期
小、频带宽，且结构紧凑、工方便、卸容易，别适加装特
ＲＦ珊
Ｋｅｗｏｄ：ｌｉｔｒｙｒｓＭｉｍｅｅ —ｗａｅ，ｏｐｅｎｆｌｅ，ａｅｕｄｌｖＣｕｌｒｉｎｉＷｖｇｉｅｉｎ

低频低噪声高增益放大器

第一部分：系统要求与指标一、任务设计并制作一个低频低噪声高增益放大器。

二、要求1．基本要求（1）放大器A．电压放大倍数200~2000倍，放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍，并有数字显示。

B．通频带3kHz~5kHz。

C．放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于800nV。

D．最大不失真输出幅度不小于8V。

E．输入电阻不小于1kΩ，输出电阻不大于20Ω。

（2）自制供电电源。

单相交流220伏电压供电。

（3）电源波动±10%时可正常工作。

（4）自制适合于本放大器测试用的信号源。

2．发挥部分（1）电压放大倍数更高、步长更小。

（2）等效输入噪声不大于200nV。

（3）等效输入电阻大于10kΩ。

（4）数字显示精度进一步改善(5) 其它。

第二部分系统分析低频低噪声高增益放大器设计包含6部分，信号发生器，稳压电源模块、前置放大级、功率放大级，单片机控制和显示模块。

信号发生器是产生适合放大器使用的信号；前置放大级主要任务是完成小信号电压放大任务，同时要求低噪声；功率放大级主要任务是在允许的失真限度内,尽可能高效率地向负载提供足够大的功率，进一步对信号进行放大；控制和显示部分提供步放大进控制和可视化的人机界面。

通过详尽的资料查询和严密的方案论证后，我们选择通过集成运放NE5532、TDA2030、80C51、DAC0832的配和使用来使本电路系统设计简洁、实用并且达到低频、低噪声、高增益、高保真、高效率、宽频带、快响应的指标。

第三部分：电路方案设计与论证模块一：信号发生器方案一、由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC振荡回路，积分电路的实现正弦波的产生。

此方案原理简单但是调试麻烦，不稳定，受干扰严重。

方案二、采用集成运放如（LM324）搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调。

此方案电路简单，在集成运放的作用下，可以较容易的测到所需的波形。

通过调整参数可以得到较完美的小信号波形。

电路中的运算放大器有哪些特点和应用

电路中的运算放大器有哪些特点和应用运算放大器是电路中应用广泛的一种电子器件，它具有许多特点和应用。

本文将介绍运算放大器的特点，并探讨其在电路中的各种应用。

一、特点1. 高增益：运算放大器的主要特点之一是具有较高的电压增益。

它能够将输入信号增加到一个较高的水平，以便于后续的处理和分析。

2. 宽频带宽：运算放大器的频带宽度较宽，能够处理较高频率的信号。

这使得它在许多应用中都能够提供精确和有效的放大功能。

3. 低噪声：运算放大器通常具有较低的噪声水平，这使得它在信号处理中非常有用。

低噪声的特性使得运算放大器能够提供更清晰和准确的信号放大。

4. 高输入阻抗和低输出阻抗：运算放大器的输入阻抗很高，可以减小对输入信号源的负载，保持传输信号的完整性。

同时，输出阻抗较低，能够驱动负载电路。

5. 可调节增益和偏置：运算放大器通常具有可调节的增益和偏置特性，这使得它在不同应用场景下能够灵活应对和满足需求。

二、应用1. 信号放大和滤波：运算放大器广泛应用于信号放大和滤波电路中。

通过调节放大器的增益和频率响应，可以实现对信号的放大和滤波功能，使得信号的频率范围和振幅得到控制和优化。

2. 模拟计算：运算放大器也常用于模拟计算电路中。

其高增益和精确性能使其成为模拟电路中一种重要的元器件，例如用于模拟加法、乘法、积分和微分等运算。

3. 电压比较和开关：运算放大器的高增益和灵敏度使其非常适合于电压比较和开关电路的应用。

通过将运算放大器配置为比较器或开关，可以实现对电压信号的比较和控制。

4. 反馈控制系统：运算放大器在反馈控制系统中起着至关重要的作用。

通过引入适当的反馈电路，可以实现对电路稳定性、增益和响应速度的控制。

5. 传感器信号处理：运算放大器还广泛应用于传感器信号处理中。

传感器常常输出微弱的信号，而运算放大器能够对这些信号进行放大和处理，以提高信号的灵敏度和稳定性。

6. 精密测量仪器：运算放大器也被广泛应用于精密测量仪器中。

高增益运算放大器放大电路的低噪声处理

输入信号，
ｍ是模信号，ｕ表示为差模信号，所以共模信号可以表示为：ｌ＝＋／￣（ “ ）２ｉ．ｃ是输出信号，在这里，设，
设计．北京：科学出版社，２００４
是输出噪声，由四个运算放大器构成的高增益
差模信号可以表示为：Ｕ＝ “１ｆｉ（ｆ２ｄ一“ ）
、
用，抑制噪声干扰信号，最大程度的降低输出噪声电压。保证初级运算放大器的超低噪声，
根据
ＵＴ≈ Ｇ１，从而保证整个电路的
组成的，因此两个晶体管具有相同的工作
输出噪声的电压达到最低，满足高增益运算放大电路的低噪声性能。
点。也就是说，当外界环境变化时（如温度），两边的集电极电压发生相应的变化，确保输出
【关键词】运算放大器运算放大电低噪声路
ＧＧ》》＂且简要放大电路如图２所示：１３，》么且３茜Ｎ
ｔ》
因此
咿 ≈Ｇ１，即
高增益运算放大电路在信号尤其微弱信
输出的噪声电压近似为总增益与初级运算放大
号检测与放大上的应用越来越多，但是存在于器等效噪声电压的乘积，也就是说，初级运算
２０Ｏ７
在图１中，
。、
、，、
为各级
运算放大器的等效输入噪声电压，Ｇ．、Ｇ、２Ｇ、Ｇ为各个运算放大器的闭环增益。
其中Ｕｌｆ是输人信号，ｕｆ、“２表示为共
【】［日］２铃木雅臣著周南生译，晶体管电路

低频低噪声高增益放大器

低频低噪声高増益放大器滁州学院电信(齐欢韩旭陈培磊一、任务设计并制作一个低频低噪声高増益放大器。

二、要求1•基本要求(1放大器a.电压放大倍数200-2000倍；b .放大倍数可预置步进(间隔不大于200倍；c •并有数字显示；d .通频带3kHz~5kHz;e •放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰一峰值等效到输入端小于800nV。

f •最大输出幅度不小于8V。

g •输入电阻不小于lk Q,输出电阻不大于20Q。

(2电源波动±10%时可正常工作。

(3自制适合于本放大器测试用的信号源。

2.发挥部分(1电压放大倍数更高、步长更小。

(2等效输入噪声不大于200nV o(3等效输入电阻大于10k Gc(4数字显示精度进一步改善。

(5其他。

题目分析在仔细阅读考题之后，对设计的任务、系统功能和主要技术指标归纳如下。

—、设计任务设计一个低频低噪声高増益放大器。

二、系统功能1、放大器a.电压放大倍数200-2000倍；b.放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰一峰值等效到输入端小于800nV oc.最大输出幅度不小于8V。

d.输入电阻不小于lk G,输出电阻不大于20Q。

e.电源波动±10%时可正常工作。

2、通频带通频带3kHz~5kHz。

3、控制显示a.放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍 b ・并有数字显示3、自制信号源自制适合于本放大器测试用的信号源。

方案论证放大器系统方案图如下图1。

它由按键、控制器、显示器、放大器、输入信号组成一、控制部分方案一：采用中小规模继承电路构成的控制电路方案二:采用以单片机为核心的单片机最小系统方案三:采用可编程逻辑器件构成的控制器方案一外围期间多，容易出故障，方案三价格昂贵•而方案二有外围器件不算多，而且价格偏激•容易掌握•可靠性高等优点•故本系统采用方案二即采用at89s52为核心的控制器。

T —器 rn域外接8位DA 数模转换器採用性能稳定价格合理的DAC0832.202 P1.0 匚40 □ VCCCREX) P1.1C 230 □ PCQ(ADO) PT2U 3 38 □ POKADU P13C 437 DPQ.2 22) P14匚 5 北 □ PC.3 23) (MOSI - P1.5 匚S 36 □ PC® 心)(MISO. P1.8匚 7□ PO5(AD5>(SCM i P17 匚833 □ P06(A£X> RSTE 0 3i □ PC7(AD7> (RXD P3.0 匚 10 31 □ ES VPP (TXD) P3.?匚 11 30 □ ALE J PRCG :r<rc>P3.2C 12 29 □ PG£h:fW P33C 13 28 □ P2 71A15) 4TD) P3.4C 14 2? ZJP2CIAU) <TbP3.5Q 15 2fl □ P2.S(A13) 萨 P3.8E 18 25 □ P24 (A12J P3.7匚 1734 □ P2 3,A11) XTAL2C 1820 □ P2 2(A10) XTALTC 19 22 □ P2 1 (A0)GhD匚2021□ P2C (A8)放大器部分FM.3 (匚 :INTC ：(T0)P3.4 (空)P36 VCCPC.O (AEO) PC.1 (ADI) PC.3：i PC .4 (AD4) P0.5 (AD5)PC.6 (AD6) PC.7 (AD7) EA.VPPPSENP2.7 (A15> P2.0 (A14) P2.5 (A13} P2.4 (A12} P2.3 (A11} P2.2 (A10} P2.1 (A9)方案一采用数控増益放大器AD603,如下图该程控增益放大器是高度集成模块，价格较高不符合比赛对节约绿色要求和动手能力，对电路的分析深透的要求，顾不采用。

低频低噪声高增益放大器

低频低噪声高增益放大器——设计与报告总结2022年7月15日目录：一．方案设计与论证A.题目要求和指标分析B.信号源部分C.前级放大部分D.滤波器部分E.压控放大模块F.功率放大模块G.负反响放大模块二．电路设计A.整体电路设计B.信号源部分C.前级放大部分D.滤波器部分E.压控放大部分F.功率放大部分G.负反响部分三．测试方法与测试结果a.仿真部分b.实测部分本次设计是以vca810，op07，tda2030，msp430为核心器件的低频低噪声放大器。

带宽为3kHz~5kHz,电压放大系数可达200~2000倍，能保证波形不失真，噪声系数小，性能良好。

信号由自制正弦波振荡器产生，经过前级放大，再经vca810进展压控放大，而后经过3阶有源切比雪夫带通滤波器，最后经过tda2030为核心的功率放大器，输出给负载。

而由Msp430单片机进展AD采样和DA输出，实现负反响。

设计方案具有放大倍数高，预置步长小，低噪声，数字显示精度高等特点，到达了设计要求，实在可行。

一．方案论证1.题目要求和指标分析根据题目要求，设计方案应该实现电压放大，预置步进，数字显示，并且信号的通频带要在3kHz~5kHz,低噪声。

综合各项设计指标，将该系统设计为以下模块：信号发生模块，前级放大模块，步进放大模块，滤波器模块，功率放大模块，反响模块；详细设计框图如下：2. 信号源部分方案1：以为LM358为核心的正弦波振荡器，优点是元器件少，本钱低，稳定性好，失真度小，幅度频率可调，常用于音频电路。

方案2：采用555芯片设计，由555定时器所构成的多谐振荡器产生方波，方波经过积分电路产生三角波，三角波再经过差分放大电路的非线性转换产生正弦波。

设计过程较繁琐。

方案3：采用ICL8038芯片设计，该芯片是专用的函数发生芯片，波形原理上和555类似，集成度高，可以很好的实现波形的产生，且稳定度高，失真低，但本钱较高。

充分考虑本钱，设计难易，以及设计要求等指标，选择方案1；3. 前级放大部分方案1：利用低噪声运放OP37搭建的同相放大器，元件少，放大效果明显，原理简单，是目前最为常见的放大模块。

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。

AT2659 L1频段卫星导航低噪声放大器芯片

1 功能描述AT2659 是一款专门针对中国 BDS（北斗卫星导航系统），美国的 GPS，俄罗斯的GLONASS 和欧盟的 GALILEO 导航系统应用而设计的高增益、低噪声系数射频放大器。

AT2659 芯片采用先进的 SiGe 工艺设计制造，具有 23dB 高增益和 0.71dB 的低噪声系数。

芯片支持 1.4V 至 3.6V 宽电源供电，电流消耗仅 4.4mA。

芯片采用 1.5 mm X 1 mm ×0.55 mm 的 6 pin DFN 封装，符合 RoHS 规范。

特性●支持BDS、GPS、GALILEO、GLONASS等L1频段的多个卫星导航系统；●典型噪声系数：0.71dB；●典型功率增益：23dB；●典型输入P1dB：-14dBm；●工作频率：1550MHz ～ 1615MHz；●典型工作电流：4.4mA;●宽供电电压范围：1.4V ~ 3.6V;●所有管脚支持2.5KV HBM ESD保护●内部集成的50Ω输出匹配电路；●外围电路简单应用●导航设备●可穿戴式设备●内置天线●外置天线●定位功能移动设备●个人导航仪●集成 GPS 的手机●笔记本/PAD技术描述PIN 排列图管脚定义管脚名称功能1、2GND接地3RFIN射频输入4VDD电源5工作（高电平）,休眠(低电平),SHDN6RFOUT射频输出电气参数典型应用电路元件标号描述C1输入隔直电容， 100pFC2旁路电容，100pFL1输入匹配电感, 6.8 nH典型工作特性典型工作条件为：评估板测试，温度为25℃，电源电压为2.85V，输入信号为导航系统中心频率信号。

输入输出特性（S11，S21/增益，S12，S22，评估板实测值）频率1561.098MHz 1575.42MH1602MHz参数zBD L1Glonass L1GPS L1S11(dB)-10.93-11.37-12.15 S21/增益(dB)23.0723.0322.88 S12(dB)-34.10-34.10-33.94 S22(dB)-17.72-17.28-14.623.2噪声系数（评估板实测值）3.2.1 BDS（北斗）中心频率=1561.098MHz 评估板噪声系数实测值=0.88dB*芯片噪声系数应考虑 PCB 损耗和 SMA 损耗。

5～22 GHz平坦高增益单片低噪声放大器

维普资讯
第２卷第２６期２００６年５月
固体电子学研究与进展
ＲＳＡＲＨ＆ＰＥＥＣＲＯＧＳＳＲＥＳＯＦＳＥ
Ｖ０１．２６．ｏ．Ｎ２
Ｍａｙ．２６００
、
射频与微波
计的正确性。
关键词：带；坦高增益；噪声；反馈放大器；电流增益效率；波单片集成电路宽平低微中图分类号：ＴＮ７２３２．文献标识码：Ａ文章编号：ＯＯ３１（０６０ —７—４ｌＯ一８９２０）２１５０
大器。在工作频率５２ —２ＧＨｚ内，得增益Ｇ≥ １Ｂ，内增益波动Ａ测８ｄ带Ｇ≤ 士０３Ｂ，声系数 ⅣＦ≤ ３２Ｂ，．５ｄ噪．输入输ｄ出驻波ＶＳＲ１７最小分贝压缩点输出功率ＰⅢ ≥ １．Ｂ电流增益效率达２７Ｗ ≤ ．，０５ｄｍ，．７ｍＡ／Ｂ测试结果验证了设ｄ。
５＂＇２ＧＨｚＦｌｔＨｉｈ— ａｎＭｏｌｔｉｎｔｇａｅ－２－ａ — ｇ－ｉ — ｇｎｏｉｈｃＩｅｒｔｄＬｏＮｉｅＡｍｐｉｒｗｏｓｌｆｅｉ
ＰＥＮＧ．ｎｘｎＩＩＪａｐｎＩＩＦｕｉｏＹＡＮＧｉｉＩｏｇｉｉｎｉｇｘａＮａｂｎ
（ａｊｎｅｔｏｉｖｃｓＩｓ．Ｎａｊｎ１０６ＮｎｉｇＥｌｃｒｎｃＤｅｉｅｎｔ，ｎｉｇ２０１，ＣＨＮ）

一种高增益、低功耗的超宽带低噪声放大器

一种高增益、低功耗的超宽带低噪声放大器刘丹丹;马铭磷【摘要】提出了一种基于跨导增强技术及噪声抵消技术的超宽带低噪声放大器电路,并且在电路中采用了电流复用技术.电路由输入级、放大级和输出级3部分组成.在输入级中,利用跨导增强技术实现了电路输入阻抗的匹配;在放大级中,利用跨导增强技术以及电流复用技术使电路增益有了明显的提升,并且利用噪声抵消技术、跨导增强技术使得电路的噪声性能以及功耗有了明显的改善;在输出级中,利用电感与电容谐振的原理实现输出阻抗的匹配.该放大器采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺,并利用ADS对电路进行优化仿真,结果表明,该放大器在3～5 GHz范围内增益为20.4～21.8 dB,噪声系数为1～1.8 dB.电路工作电压为1 V,功耗为7.9 mW.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】5页(P109-113)【关键词】低噪声放大器;跨导增强技术;电流复用技术;噪声抵消技术;噪声系数;增益【作者】刘丹丹;马铭磷【作者单位】湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭 411105;湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭 411105【正文语种】中文【中图分类】TN7220 引言近年来，超宽带系统作为一种新的无线通信技术，由于具有高数据传输速率、低功耗、低成本以及干扰小等优点，已被广泛应用在生活、军事等方面。

超宽带低噪声放大器作为射频接收机的第一级系统，必须能够满足宽带输入匹配，低噪声系数，平坦的增益以及低功耗等要求。

最近，一些高性能的超宽带低噪声放大器电路已经被提出了。

2006年，由X Guan和C Nguyen[1]提出的分布式放大器不仅拓展了电路所需的带宽而且达到了线性度的要求，但是它需要消耗大量的电流以及占用大量的芯片面积。

在文献[2]中，J H C Zhan等人提出了电阻并联反馈技术，电路通过采用上百个反馈电阻来扩展带宽，电阻的大量使用会造成电路的噪声性能变差。

一种L波段宽带、平坦高增益低噪声放大器研究

频性能对比
为射频信号提供低阻通路，避免
直流偏置电阻Ｒ８和Ｒ９、ＲＩＯ对
射频信号造成损耗。
电路中后两级场管Ｑ２、Ｑ３，
以及其源级接入的偏置电阻Ｒ８、
Ｒ９、ＲＩＯ，旁路电容Ｃ１４～ＣＩ？，
均采用裸芯片形式元件，而未采
电手电路设计与方塞
一种Ｌ波段宽带＼平坦高增益低噪声放大器研究
作者／严评、厉志强、贾玉伟、朱菲菲；中国电子科技集团公司第十三研究所
文章摘要：为了实现放大器集宽带、平坦高增益、低噪声系数、且具有单电源控制等优异性能的统一，分析低噪放参数性能受器件选取、负反馈、匹配网络等方面的影响情况。采用ＡＶＡＧＯ公司的ＡＴＦ５３ｌＰ８和ＡＴＦ３５ｌ４３晶体管，通过三级拓扑结构，介绍了一款Ｌ波段高性能放大器的实现过程。其工作频率覆盖１．３ＧＨｚ￣２．４ＧＨｚ，相对带宽接近６０％，远大于一般窄带放大器。带内增益大于３４ｄＢ，增益平坦度仅 ±０．２ｄＢ，噪声系数小于１．２ｄＢ，最小仅０．６ｄＢ，端口驻波小于１．６：ｌ。采用＋５Ｖ单电源加电。
关键词：ＬＮＡ；高增益；宽带；低噪声；负反馈；匹配
引言
是可使放大器电路更简洁，二是因为在前级增益足够高时，
随着通信技术的不断发展，各种射频、微波器件得到了后级管子对放大器整体噪声系数的影响较小［］。后两级晶
广泛应用。低噪声放大器位于系统接收机前端，用于放大微体管选择ＡＶＡＧＯ公司栅宽尺寸为８ｘ５０ｐｍ的ＤＰＨＥＭＴ

L1频段卫星导航射频前端低噪声放大器芯片AT2659

图五、输入回损与工作频率的曲线
AT2659
地址：杭州市滨江区江南大道3850号创新大厦 10 楼
第8页
杭州中科微电子有限公司
图六、输出回损与工作频率的曲线
AT2659
地址：杭州市滨江区江南大道3850号创新大厦 10 楼
第9页
杭州中科微电子有限公司
6. 封装说明
AT2659
地址：杭州市滨江区江南大道3850号创新大厦 10 楼
AT2659
地址：杭州市滨江区江南大道3850号创新大厦 10 楼
第4页
杭州中科微电子有限公司
输出回损反向隔离输入IP3 输入P1dB 注2
15 32 -5 -14
dB
dBm dBm
注2：采用偏离中心频率(1561.098MHz)分别为5MHz和10MHz的两路输入信号，输入信号强度为-40dBm；
应用
自动导航定位功能移动设备个人导航仪集成GPS的手机笔记本/PAD 水下导航航空设备
AT2659
地址：杭州市滨江区江南大道3850号创新大厦 10 楼
第1页
杭州中科微电子有限公司
主要特点
支持北斗、GPS、GALILEO、GLONASS等L1频段的多个卫星导航系统；典型噪声系数：0.80dB；典型功率增益：21.5dB；典型输入P1dB：-14dBm；工作频率：1550MHz ～ 1615MHz；电流消耗：4.3mA; 宽供电电压范围：1.4V ~ 3.6V; 2.5KV HBM ESD管脚保护电路；内部集成的50Ω输出匹配电路；外围电路简单
注3：采用偏离中心频率(1575.42MHz)分别为5MHz和10MHz的两路输入信号，输入信号强度为-40dBm；

《低噪声放大器》课件

作用：提高信号的信噪比，降低噪声对信号的影响
应用场景：无线通信、雷达、电子测量等领域
特点：高增益、低噪声系数、高线性度、高稳定性等
工作原理
低噪声放大器是一种用于放大微弱信号的电子设备工作原理主要是通过放大微弱信号，同时抑制噪声信号低噪声放大器通常采用低噪声晶体管作为放大元件低噪声放大器广泛应用于通信、雷达、电子测量等领域
未来发展方向与展望
技术发展趋势：集成化、小型化、低功耗应用领域拓展：5G通信、物联网、汽车电子等挑战与机遇：市场竞争激烈、技术更新快、成本压力创新与突破：新材料、新工艺、新设计发展趋势预测：市场需求持续增长，技术不断进步，市场竞争加剧
感谢观看
汇报人：
医疗领域：用于医疗仪器，如心电图、脑电图等
军事领域：用于雷达、声纳等设备，提高探测距离和精度
科研领域：用于科学研究，如天文观测、地震监测等
05
低噪声放大器性能测试与评估
测试方法与标准
测试环境：温度、湿度、电磁干扰等
测试标准：IEEE、ITU、3GPP等国际标准
测试设备：信号源、频谱分析仪、噪声分析仪等
低噪声放大器设计实例3：采用集成电路作为放大器，实现低噪声放大
低噪声放大器设计实例4：采用混合信号电路作为放大器，实现低噪声放大
04
低噪声放大器应用
通信系统应用
移动通信：提高信号接收质量，降低噪声干扰卫星通信：增强信号接收能力，提高通信质量无线局域网：提高信号接收灵敏度，扩大覆盖范围广播电视：提高信号接收质量，改善图像和声音效果
单击此处添加副标题
低噪声放大器PPT课件大
纲
汇报人：
目录

高增益低噪声放大器(LNA)的设计资料

本科生毕业设计[论文] 高增益低噪声放大器（LNA）的设计院系专业班级姓名学号指导教师2017年1月13日华中科技大学IC课程设计（论文）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：2017 年 1 月13 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：2017 年 1 月13 日导师签名：2017 年 1 月13 日摘要低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）作为整个射频接收系统第一级，直接影响着整个系统的性能。

它的主要功能就是将从天线接收到的微弱信号进行放大，同时将其输出给后级的混频器，在这个过程中LNA引入信号中的噪声非常低，对信号进行初步的降噪处理，如果信号在通过LNA时引入的噪声较大或者没有将信号放大，那么其后的射频模块将无法对有用信号进行处理。

所以应用中的低噪声放大器必须具有最佳的噪声系数（NF），具有良好的线性度且对信号有一定的放大功能。

基于以上的研究背景，本文设计了一款高增益宽带低噪声放大器，详细的介绍了它的设计过程。

文章首先对宽带低噪声放大器进行了简单介绍，包括它的研究背景及国内外发展现状，接着介绍了在设计低噪声放大器中我们要注意的几个主要的参数，包括噪声、功率增益、输入匹配、线性度和S参数。

最后详细的介绍了我们的电路设计过程，包括一级和二级电路的选择以及其中一些工艺参数的设计，并给出了仿真结果，供大家分析和讨论。

低频低噪声高增益放大器

低频低噪声高增益放大器摘要本设计共由5个模块构成: 直流电源, 选频网络, 两级放大(次级可控)模块, CPLD 控制模块, 显示和键盘.信号发生器选用自制正弦波发生器, 经过电路自身的正反馈自激产生正弦波. 其放大网络稳幅增益Af为3, 为使其容易起振, 起振增益应大于3, 所以采用二极管自动调整放大增益.带通滤波器 (3kHz-5kHz)应选用窄带滤波器, 故采用了二阶电压控制有源滤波器. 此种滤波器的频响曲线很对称, 带宽很窄.放大器分为两级, 前级增益固定为200; 后级从1-15倍可调. 原理都为由反比例放大电路. 后级放大器选通开关由继电器控制. CPLD供给其控制信号, 因其高电平为5V, 逻辑非门需求12V, 故二者之间采用耦合芯片TPL521-4 连接.CPLD 将键盘数字(指示可控放大器的增益)选择信号译码, 送入可控放大器接口, 经过光耦和门逻辑, 进一步控制达林顿管的导通从而控制继电器的吸和, 同时经过显示译码送入数码管显示整体放大倍数.人机接口共有2位拨码开关, 范围为1-15, 选定后产生脉冲送入CPLD译码. 数码管显示经CPLD译码驱动, 有两位数码管显示总放大倍数的千位和百位值.一,方案论证与比较1), 带通滤波器方案选择方案1: 此方案(图1)是由纯电阻和电容组成的带通滤波网络, 本方案的优点是频率响应对称且中频4kHz可以满足(如图2所示), 但通频带较宽, 并且前后级相互影响较大, 故达不到题目的要求.图1图2方案2:此方案是方案1的改进, 采用集成运放使前后级低通和高通网络隔开, 减弱其互相影响. 而且, 整体输入阻抗大幅度提高, 输出阻抗大幅度减小.但频响曲线对称性较差且通频带依然较宽.图3图4方案3: 此方案采用电压控制式二阶带通滤波器(图5), 可以很精确的使通频带变窄为3kHz-5kHz. 且频响曲线对称, 中心频率恰好使4kHz(如图6所示). 故选择此方案.图5图62), 中频放大模块. 本题目的核心部分就是电压放大部分,采用何种电路形式以达到题目要求的性能指标, 是我们成功的关键.a), 第一级放大器本电路需要实现的是200到2000的高放大倍数，而一般的晶体管很难达到这一放大要求。