低噪放
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图10
然后将晶体管源极的两个电感换成微带线。
计算公式如下： ，其中L为电感值，Z0为特征阻抗，这里用的PCB板是FR4射频板。
设微带线宽为0.5mm，特征阻抗为85.150700ohm，可用linecalc计算。
最后计算出l为0.672mm，工业生产中没有小数点后三位的精度，所以取0.7mm，添加MSUB基板再次仿真，仿真图如图12：
图20
可以看出其输出阻抗为40.767+j*15.965ohm，类似的，放入器件，设置参数用圆图进行匹配。
噪声仿真结果：
四．总结与体会
几次实验下来，发现自己在ADS2011仿真上还不是很熟练，甚至有时候会被很多步骤卡住，希望在今后的学习中要不断加强自己对新事物的学习能力，不断提高自己的自学能力。
5.最大增益输出匹配
要在噪声系数和增益之间权衡一个数。对于低噪放而言，首先考虑噪声，则输入阻抗为Z0*（0.299-j0.293）。Z0为50ohm。输出匹配框图如图15：
图15
先要取其共轭进行匹配，即Z0*（0.299+j0.293）。添加Smith圆图匹配工具，DA_SmithChartMatch_cell_3，最终原理图如图16：
图7
仿真结果如图8：
图8
4.DC_Feed改成实际器件
添加murata的lib，用murata里的LQG18和GRM18代替DC_Feed。电路如图1.9：
图9
其中设置旁路电容为1.2pF，旁路电感为3.9nH，输出端的电路串联电感值为22nH，旁路电容为10pF，分装都是0603。仿真图如图10：
图4
参考值Vds=3V，Id=40mA，仿真做出来Vds=3.11V，Id=37.7mA，存在误差。
3.稳定性分析
新建原理图如图5：
图5
设置好参数后仿真，添加MaxGain1和Stabfact1两条曲线，如图6：
图6
观察到最大增益为19.811dB，稳定系数为0.897，小于1，而只有系数大于1时才是稳定，所以不稳定。使用负反馈可以让系统稳定，在源极添加小电感作为负反馈，如图7：
4.驻波比VSWRin<1.5,VSWRout<1.5
三．设计方法
1.首先添加由ADS官网上下载的ATF54143晶体管lib，画出原理图，如图1:
图1
进行仿真，其结果如图2：
图2
2.偏执电路设计
从ATF54143数据手册中得Fmin接近最小值，增益大约为16.3dB，所以晶体管的直流工作点就设为 ， 。然后画偏执电路，设置参数Vdd=5V，Vds=3V，Ids=20mA，增加DC模块，可看到仿真结果如图4：
图12
最大增益和稳定系数都还可以，符合要求。将S参数计算噪声的功能打开，然后进行S参数仿真，添circleData，如图14：
图14
其中m2是LNA有最大增益时的输入端阻抗，此时增益为15.856dB
M4是最小的噪声系数，这里是0.57633dB。
低噪放仿真实验
一．实验目的
1.了解低噪放的工作原理
2.学习低噪声放大器的设计方法
3.熟悉ADS2011仿真软件的设计
二．设计目标
1.工作频率2.4~2.5G ISM频段，此频段( 2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用。
2.噪声系数NF<0.7
3.增益Gain>15
图16
利用Smith Chart Utility工具进行微带线匹配优化。可以看到此时最接近与50ohm，噪声系数在2.45GHz最小。在原理图上进行微带线添加修改，修改后的图如图18：
图18
最后用tuning工具来调节传输线长度以实现匹配，最终的仿真结果如图19：
图19
一曲线是real part，一曲线是imaginary part。仿真结果如图20：
然后将晶体管源极的两个电感换成微带线。
计算公式如下： ，其中L为电感值，Z0为特征阻抗，这里用的PCB板是FR4射频板。
设微带线宽为0.5mm，特征阻抗为85.150700ohm，可用linecalc计算。
最后计算出l为0.672mm，工业生产中没有小数点后三位的精度，所以取0.7mm，添加MSUB基板再次仿真，仿真图如图12：
图20
可以看出其输出阻抗为40.767+j*15.965ohm，类似的，放入器件，设置参数用圆图进行匹配。
噪声仿真结果：
四．总结与体会
几次实验下来，发现自己在ADS2011仿真上还不是很熟练，甚至有时候会被很多步骤卡住，希望在今后的学习中要不断加强自己对新事物的学习能力，不断提高自己的自学能力。
5.最大增益输出匹配
要在噪声系数和增益之间权衡一个数。对于低噪放而言，首先考虑噪声，则输入阻抗为Z0*（0.299-j0.293）。Z0为50ohm。输出匹配框图如图15：
图15
先要取其共轭进行匹配，即Z0*（0.299+j0.293）。添加Smith圆图匹配工具，DA_SmithChartMatch_cell_3，最终原理图如图16：
图7
仿真结果如图8：
图8
4.DC_Feed改成实际器件
添加murata的lib，用murata里的LQG18和GRM18代替DC_Feed。电路如图1.9：
图9
其中设置旁路电容为1.2pF，旁路电感为3.9nH，输出端的电路串联电感值为22nH，旁路电容为10pF，分装都是0603。仿真图如图10：
图4
参考值Vds=3V，Id=40mA，仿真做出来Vds=3.11V，Id=37.7mA，存在误差。
3.稳定性分析
新建原理图如图5：
图5
设置好参数后仿真，添加MaxGain1和Stabfact1两条曲线，如图6：
图6
观察到最大增益为19.811dB，稳定系数为0.897，小于1，而只有系数大于1时才是稳定，所以不稳定。使用负反馈可以让系统稳定，在源极添加小电感作为负反馈，如图7：
4.驻波比VSWRin<1.5,VSWRout<1.5
三．设计方法
1.首先添加由ADS官网上下载的ATF54143晶体管lib，画出原理图，如图1:
图1
进行仿真，其结果如图2：
图2
2.偏执电路设计
从ATF54143数据手册中得Fmin接近最小值，增益大约为16.3dB，所以晶体管的直流工作点就设为 ， 。然后画偏执电路，设置参数Vdd=5V，Vds=3V，Ids=20mA，增加DC模块，可看到仿真结果如图4：
图12
最大增益和稳定系数都还可以，符合要求。将S参数计算噪声的功能打开，然后进行S参数仿真，添circleData，如图14：
图14
其中m2是LNA有最大增益时的输入端阻抗，此时增益为15.856dB
M4是最小的噪声系数，这里是0.57633dB。
低噪放仿真实验
一．实验目的
1.了解低噪放的工作原理
2.学习低噪声放大器的设计方法
3.熟悉ADS2011仿真软件的设计
二．设计目标
1.工作频率2.4~2.5G ISM频段，此频段( 2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用。
2.噪声系数NF<0.7
3.增益Gain>15
图16
利用Smith Chart Utility工具进行微带线匹配优化。可以看到此时最接近与50ohm，噪声系数在2.45GHz最小。在原理图上进行微带线添加修改，修改后的图如图18：
图18
最后用tuning工具来调节传输线长度以实现匹配，最终的仿真结果如图19：
图19
一曲线是real part，一曲线是imaginary part。仿真结果如图20：