低噪声放大器实验指导书
实验四低噪声放大器的设计
〔四〕用ADS软件设计低噪声 放大器
▪ 本节内容是介绍使用ADS软件设计低噪 声放大器的方法：包括原理图绘制，电 路参数的优化、仿真，幅员的仿真等。
▪ 下面开场按顺序详细介绍用ADS软件设 计低噪声放大器的方法。
实验四 低噪声放大器的设计
〔一〕 实验目的
了解低噪声放大器的工作原理及设计方 法。
学习使用ADS软件进展微波有源电路的 设计，优化，仿真。
掌握低噪声放大器的制作及调试方法。
〔二〕 实验内容
了解微波低噪声放大器的工作原理。
使用ADS软件设计一个低噪声放大器， 并对其参数进展优化、仿真。
〔三〕低噪声放大器的技术指标
3.3 SP模型仿真设计
很多时候，在对封装模型进展仿真设计前， 通过预先对sp模型进展仿真，可以获得电 路的大概指标。sp模型的设计，通常被作 为电路设计的初级阶段。
本节首先设计sp_hp_AT41511_2_19950125在2GHz处的输入、输 出匹配。
3.3 SP模型仿真设计—构建原理电路
在本例中，可以适当调整扫描参数，然后仿真， 在结果曲线上选择适宜的直流工作点，获得相 应的直流偏置电压〔或电流〕值。
3.2晶体管S参数扫描
选定晶体管的直流工作点后，可以进展 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
观察sp模型晶体管的参数显示，在此例中，标 定的频率适用范围为0.1~5.1GHz，在仿真的时 候要注意。超出此范围，虽然软件可以根据插
值等方法外推除电路的特性，但是由于模型已 经失效，得到的数据通常是不可置信的。
LNAADS设计低噪声放大器的详细步骤
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。 另外图中的Marker是可以用鼠标拖动的。 由于采用的是ADS的设计模板，所以这 里的数据显示都已经设置好了。一般情 况下，数据的显示需要人为自行设置。
3.1晶体管直流工作点扫描
典型仿真结果图
3.1晶体管直流工作点扫描
注意如何规划仿真，才能尽快得到需要的电路
2.软件仿真中需要注意的几个问题
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
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
然后新的Design文件生成，窗口如下
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
同3.1节对应操作，加入 sp模型的晶体管，并连 接电路如图。地的设置 按上面的 键即可调入。 图中的Term也是在仿真 中要经常用到的组件， 用以表示连接特征阻抗 的端口。
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 物理概念要明确，不要在无意义的地方花时间
要记住：按照加工精度，有些线条太细是不能实现的，另外追求小数点后 面N位的精确也是无聊的。 注意仿真中使用模型的适用范围，比如：小信号模型就不能用来看三阶 交调等非线性的曲线（看了也是错的），微带线仿真的时候，注意要 L>W，软件中的模型才是对的。等等。 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。 养成不明白就多看看help的习惯
微波低噪声放大器的原理与设计实验报告
微波低噪声放大器的原理与设计实验报告一、实验的那些小前奏。
家人们！今天咱来唠唠这个微波低噪声放大器的原理与设计实验。
一开始听到这个名字的时候，我就感觉它好高大上啊，就像那种在科学云端漫步的东西。
不过呢，当真正开始接触这个实验，就发现它其实也像个调皮的小怪兽，有点难搞，但又特别有趣。
二、啥是微波低噪声放大器呀。
那咱得先搞明白这个微波低噪声放大器是个啥玩意儿。
简单来说呢，它就像是一个超级贴心的小助手，在微波信号处理这个大舞台上发挥着重要的作用。
在我们周围，到处都有微波信号，就像空气中的小精灵一样。
但是呢，这些信号往往会夹杂着噪声，就像小精灵里面混进了一些捣蛋鬼。
这个微波低噪声放大器呢，它的本事就是在放大这些微波信号的同时，尽可能地把那些捣蛋的噪声给压制住，让我们能得到比较纯净又被放大了的信号。
想象一下，如果把微波信号比作是一场音乐会的演奏声，噪声就是那些在台下叽叽喳喳的杂音。
这个放大器就像是一个超棒的音乐厅管理员，它把演奏声放大，让每个角落都能听到美妙的音乐，同时把那些杂音都给屏蔽掉，让大家可以享受纯粹的音乐盛宴。
三、实验原理的探索之旅。
那这个放大器为啥能做到这样神奇的事情呢？这就涉及到它的原理啦。
它的内部就像是一个精心设计的小迷宫，里面有着各种各样的电子元件，像晶体管之类的。
这些元件就像是小迷宫里的小关卡，微波信号和噪声在里面穿梭的时候，就会受到不同的对待。
对于微波信号来说，这个小迷宫就像是为它量身定制的绿色通道。
通过巧妙地设置晶体管的工作状态，还有电路的一些参数，就可以让微波信号顺利地通过这些关卡，并且在通过的过程中被放大。
就好像小信号是一个小探险家，在这个友好的迷宫里越走越强壮，不断地成长变大。
而对于噪声呢，这个迷宫可就没那么友好啦。
因为噪声的一些特性和微波信号是不一样的，所以在经过那些关卡的时候，就会受到各种阻碍和削减。
比如说，通过合理地选择晶体管的类型和电路的结构，可以让噪声在某些地方就被消耗掉，就像小捣蛋鬼在迷宫里不断地碰壁，最后被削弱得没什么力气了。
07微波低噪声放大器设计测量
实验七微波低噪声放大器的设计与测量一、实验目的1.了解射频放大器的基本原理与设计方法。
2.利用实验模块实际测量以了解放大器的特性。
3.学会使用微波软件对射频放大器的设计并分析结果。
二、预习内容1．熟悉放大器原理等理论知识。
2．熟悉放大器设计相关理论知识。
三、实验设备四、理论分析一个射频晶体放大器电路可分为三大部分：二端口有源电路、输入匹配电路及输出匹配电路，如图4-1所示。
一般而言，二端口有源电路采用共射极（或共源极）三极管（BJT、FET）电路，此外，还包括直流偏压电路。
而输入匹配电路及输出匹配电路大多采用无源电路，即利用电容、电感或传输线来设计电路。
一般放大器电路，根据输入信号功率不同可以分为小信号放大器、低噪声放大器及功率放大器三类。
而小信号放大器依增益参数及设计要求，可分成最大增益及固定增益两类。
而就S参数设计而言，则可有单向设计及双边设计两种。
本单元仅就小信号放大器来说明射频放大器之基本理论及设计方法。
（一） 单边放大器设计（Unilateral Amplifier Design ）所谓单边设计即是忽略有源器件S 参数中的S 12，即是S 12=0。
此时可得： ΓIN = S 11 及 ΓOUT = S 22 则放大器之单边转换增益(Unilateral Transducer Gain,G TU )为：L O S TU G G G G =其中 222222121121111LLL O SSSS G S G S G Γ-Γ-==Γ-Γ-=假若电路又符合下列匹配条件：ΓS = S 11* 及 ΓL = S 22*则可得到此放大器电路之最大单边转换增益(Maximum Unilaterla Transducer Gain,G TU,max )：222221211max ,1111S S S G TU -⋅⋅-=（二） 双边放大器设计(Bilateral Amplifier Dseign)双边设计即是考虑有源器件S 参数中的S 12，即是S 12≠0。
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。
AD8229低噪声仪表放大器产品手册说明书
应用
井下仪器仪表 恶劣环境下的数据采集 废气测量 振动分析
概述
AD8229是一款超低噪声仪表放大器，设计用于在大共模 电压和高温下测量小信号。
AD8229专门针对高温工作环境而设计，采用介质隔离工 艺来防止高温时产生漏电流。所选择的设计架构可补偿高 温下的低VBE电压。
预测寿命与工作温度的关系................................................... 6 热阻 .............................................................................................. 6 ESD警告....................................................................................... 6 引脚配置和功能描述 ..................................................................... 7 典型工作特性 .................................................................................. 8
修订历史
2012年2月—修订版A至修订版B 增加8引脚SOIC封装 ...............................................................通篇 更改特性和概述部分...... 1 更改表1 ............................................................................................. 3 更改表2、热阻部分和表3 ............................................................ 6 更新外形尺寸 ................................................................................ 21 更改订购指南 ................................................................................ 21
实验一 放大器噪声测试实验
实验一放大器噪声测试实验一、实验目的1.熟悉低噪声放大器的基本特性及其各个指标；2.掌握仪器噪声对前置放大器的要求；二、预习要求1．课前预习本实验习题，熟悉实验内容，掌握频率特性的测量原理和测量方法。
2．按实验电路图中给定元器件参数，估算出静态工作点、电压放大倍数。
3．根据实验习题和实验要求来设计实验数据表格，供实验时记录数据用。
三、实验设备模拟电路实验箱、双踪示波器、信号发生器、稳压电源、万用表四、实验原理放大器是仪器模拟电路中的重要功能单元，其主要作用是为传感器输出的微弱信号提供电压增益，以适应后续滤波和A/D转换对信号电平的要求。
作为重要的模拟部件，放大器的失真度、频率响应范围、幅值响应动态范围是决定整个系统相关特性的重要因素。
由于在实际应用中，对放大器的失真度、频率响应范围、幅值响应动态范围的概念比较混淆，在此给出以下定义。
失真度：又称为非线性失真（NLD：None Linear Distortion），是指放大器输入一单一频率的正弦信号时，其输出信号中谐波频率成分的总和与基波成分的比值。
频率响应范围：又称为通频带（BW：Band Width），是指放大器的放大倍数在高频和低频段分别下降到其标准放大倍数（中频段）的0.707倍时的频率范围。
放大器噪声：又称为本底噪声（Base Noise），是指放大器在没有信号输入（放大器入口接地）时，由于放大电路内部噪声源的存在，放大器仍有输出信号，该信号即为放大器的本底噪声。
把放大器电路输出端测得的噪声有效值V ON除以该电路的增益K，即得到放大器的等效输入噪声V INKVVONIN/=幅值响应动态范围：又简称为动态范围（DR：Dynamic Range），是指放大器在其规定的失真度和频率响应范围内其最大输出信号幅值与其最大本底噪声信号幅值的比值，该值通常用分贝形式给出，即nsVVDR log20=（dB）这里，V s为失真度规定范围以内的最大输出信号电压幅值；V n为最大本底噪声信号电压幅值。
低噪声放大器指南2
低噪声放大器设计指南1．低噪声放大器在通讯系统中的作用随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S min = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1)由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N 已定）的无线通讯系统中，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NF ，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。
低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以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：2．1 噪声系数NF噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即：对单级放大器而言，其噪声系数的计算为：其中 F min 为晶体管最小噪声系数，是由放大器的管子本身决定的， Γopt 、Rn 和Γs 分别为获得 F min 时的最佳源反射系数、晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。
对多级放大器而言，其噪声系数的计算为：NF=NF 1+(NF 2-1)/G 1+(NF 3-1)/G 1G 2+…… （4） 其中NF n 为第n 级放大器的噪声系数，G n 为第n 级放大器的增益。
在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，常常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为：T e = T 0 ( NF – 1 ) （5）其中T e 为放大器的噪声温度，T 0 =2900 K ，NF 为放大器的噪声系数。
NF(dB) = 10LgNF （6）2． 2 放大器增益G ：放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值：G=P out / P in （7） 从式（4）中可见，提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。
低噪声放大器
• 一、实验目的 • 1． 通过试验，了解MMIC放大模块的使用方法、馈电方法、电 • • • • •
路构成及性能测试方法。 2． 熟悉微波网络分析仪的基本使用方法。 3． 了解MMIC放大器的通频带、增益及1d B压缩功率点的测试 方法。 二、实验原理 微波单片集成电路（简称MMIC）在微型化和电性能方面具有很 多优点，是微波电路的发展方向。微波单片集成电路是把无源电 路、无源元件、有源半导体器件都支座在同一个半导体芯片上。 小信号放大器主要是低噪声放大器，一般位于微波接收系统前端 位置。对于低噪声放大器，其主要技术指标是噪声系数与噪声温 度
• 1． 设置扫频带宽 • 测试时，先将网络分析仪的信号源输出功率设置为0dBm。选择仪
器OUTPUT POWER按键，利用数字键盘输入-5后按回车键。按 照图25连接好测试系统和被测器件。在扫频通带粗略看一下放大 器频带曲线情况，找到自己所测试的器件的频带范围。选择仪器 CURSOR 光 标 菜 单 区 域 的 ON 键 ， 然 后 按 select 键 ， 选 择 MAXIMUM菜单，可以通到1上看到当前幅频特性曲线的最大值 的频率值，以这个频率为中心频率选择合适的跨度（SPAN）,也 可以设置仪器的起始频率和终止频率来实现。按FREQUENCY键， 可用SELECT键选择两种不同的频率范围设置方式，以后的测试 就以这个设置频带范围来进行。 • 2． 设置输出电平 • 把输入给被测放大器的微波功率设置为比较小值，比如－30dBm。 应根据被测放大器增益设置输入功率，使放大器输出功率远低于 饱和点为宜，将扫频信号源的输出功率设置到比较合适的数值， 注意，如果不清楚放大器的输出，可以先在放大器输出，检波器 输入的中间位置加上适当的衰减器，一定要然后按照仪器正常操 作步骤进行。
低噪声放大器-
• 例1.5.2： LC并联回路，电感100uH，电感的线阻为10欧
，电容为100皮法，求回路的等效噪声带宽和室温17度时
的输出噪声电压。
+ 输出电压
L C
R
-
第2章 低噪声放大器 习题
2020年3月30日星期一
• 三个放大器，功率增益和噪声系数分别为：A（增益6分 贝，NF是1.7）；B （增益12分贝，NF是2.0）；C （增 益20分贝，NF是4）。现在把三个放大器级联，放大一个 低电平信号，问如何连接才能使噪声系数最小？最小是多 少？
第2章 低噪声放大器
《通信电子线路》
(第三版)
顾宝良 编著
第2章 低噪声放大器
2020年3月30日星期一
2．4 低噪声放大器的主要技术指标 2．5 低噪声放大器的噪声匹配
第2章 低噪声放大器
2020年3月30日星期一
2．4 低噪声放大器的主要技术指标
■ 例2.4.2 某接收机的前端LNA噪声系数NF=3dB， 输入三阶互调阻断点IIP3 = -20dBm，带宽B = 1MHz。若要求输出信噪比D为12dB，
第2章 低噪声放大器 习题
2020年3月30日星期一
某放大器功率增益为60分贝，带宽1MHz，噪声系数为1 ，信号源与放大器的阻抗匹配，放大器输出电阻为10K欧 ，问在室温17度，输出噪声电压有效值为多少？若噪声系 数为2，有效值又是多少？
2．5．1 双端口网络噪声匹配
2020年3月30日星期一
RN
es2 4kTB
Gu
iu2 4kTB
Gs
is2 4kTB
式中， RN – 网络等效输入噪声电， 阻； Gu – 非相关分量iu电导； Gs – 噪声源电导；
低噪声放大器实验
低噪声放大器实验（虚拟实验）一、实验目的（1）了解低噪声放大器的工作原理；（2）掌握双极性体管放大器的工程设计方法；（3）掌握低噪声放大器基本参数的测量方法；（4）熟悉Multisim软件的高级分析功能，分析高频电路的性能。
二、实验原理低噪声放大器是射频接收前端的关键器件，其主要作用是提供足够的增益将来自接收天线的微弱信号放大从而抑制后级电路的噪声影响。
相较于普通的放大器，LNA有较低的噪声系数、一定的功率增益、足够的线性范围、良好的噪声匹配特性。
一个双极性晶体管LNA的小信号模型如图1所示。
其主要参数有发射结的结电阻r b’e、发射结电容C b’e、集电结电容C b’c、基极电阻r bb’、g m U b’e、特征频率f T等。
图1为了改善噪声性能，LNA需设计匹配噪声匹配网络。
常见的匹配网络有并联共源结构、并‐串反馈式结构、共栅式结构、源极反馈式等。
三、实验内容（一）1MHz LNA1、电路结构1MHz LNA的电路图如图2所示。
根据电路原理图，选取相应的器件，构成试验电路。
在放大器的输入端加入输入信号U i后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反幅值被放大了的输出信号U o，实现电压放大。
图2如图3所示，在器件工具条上选择左起第一个按钮，选择输入信号U i。
图3如图4所示，选择“AC Power”作为输入信号，置于晶体管U1的栅极与地之间。
图4双击AC_Power 图标，出现如图5所示的对话框。
改动对话框中的相关设置可以改变幅值频率偏置电压等。
Voltage(RMS)选择5mV，Frequency选择1MHz，设置完毕点击“OK”。
图52、直流分析在进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被置零，电容开路，电感短路。
如图6所示，单击菜单Simulate→Analysis—DC Operating Point选项将弹出对话框。
该对话框有Output、Analysis Options、Summary 共三个选项，如图7所示。
低噪放
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。
低噪声放大器实验指导书
低噪声放大器(LNA)一、实验目的（1）深入理解低噪声放大器（LNA）的工作原理、功能、作用和性能指标。
（2）学习使用频谱分析仪的工作原理和使用方法。
（3）掌握低噪声放大器性能指标的的测试方法。
二、实验仪器1、数字示波器 TDS210 0~60MHz 1台2、频谱分析仪 GSP-827 0~2.7GHz 1台3、直流稳压电源 SS3323 0~30V 1台4、实验电路板自制 1块三、实验电路低噪声放大器放大器电路和印制板图如图所示，电路板上包含两个放大器：一个单级低噪声放大器和一个两级低噪声放大器。
1.匹配电路输入匹配电路的类型可以分为共轭匹配和噪声匹配两种。
共轭匹配是将源的反射系数通过阻抗匹配网络变换成放大器S11的共轭。
由放大器单向化功率增益的计算式可知，在这种匹配下，放大器可以达到最大的单向化功率增益。
而噪声匹配是将源反射系数通过阻抗变换网络变换成一个能使晶体管Γ。
由于微波晶体管的噪声匹配和共轭匹配达到最佳噪声性能的反射系数opt点相差较远，不能同时达到，因此需要在两者之间做合理的折衷。
在输入匹配点的选择上可以侧重于噪声匹配，并调整匹配网络（主要是输入匹配网络）的元件参数，使噪声系数尽量小。
随着频率的升高，微波晶体管的增益会逐渐降低直至失去放大能力，因此晶体管的低频稳定性相对于高频显得很重要，故有必要限制放大器低频的增益以提高低频稳定性。
基于以上的原因，放大器的输入匹配电路应当采用高通阻抗匹配网络，通过高通匹配网络限制放大器在较低频段的增益。
以两级放大器为例，输入端高通阻抗匹配网络由一个串联电容C21和两个并联电感L21、L22组成。
另外，C21还起到隔直流电容的作用，两级放大器的静态工作点互不影响。
L22另一个作用是对场效应管的栅极加偏置电压。
这里使用电感的作用是使得直流偏置电压几乎无损失的通过给管子提供偏置电压，而对于将要放大的射频信号来说，电感的阻抗非常大以至于射频信号几乎不能通过，从而达到了隔离交流和直流通路的目的。
低噪声放大器实验
低噪声放大器实验（虚拟实验）（一）1MHz LN A
直流分析
交流分析
噪声分析:
输出信号的波形与LNA输入信号的波形对比
（二）100MHz LNA
直流分析
交流分析
噪声分析
输出信号的波形与LNA输入信号的波形对比
思考题：
（1）比较100MHz LNA的输入信号频率为100MHz时，所获得的噪声系数与1MHz LNA的输入信号频率为1MHz相同幅度信号时的噪声系数的区别，并对差异的
原因做探讨。
答：输入信号频率为100MHz时获得的噪声系数比输入信号频率为1MHz时的噪声系数大。
（应在同一个电脑上做）
（2）将1MHz LNA中的NPN管换为NMOS管后，相关的仿真结果会产生哪些不同，，并对原因做探讨。
答：换成NMOS管2N7000后
直流:
交流：
噪声：。
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。
低噪声放大器的设计方法解读
4.2 晶体管稳定性设计
? 原理图窗口左上角下拉列表选择 在左侧工具栏中选择 ，在原理图中添加两 个term后连接电路如下图所示。
4.2 晶体管稳定性设计(续)
? 左侧工具栏中选择 和 ，分别在原理 图中放置一个 s参数 仿真控件和一个环境 变量控制控件。并如 右图所示将 OPTIONS 控件中的噪声仿真温 度Temp 改为IEEE标 准温度 16.85 0C
? 点击Apply，稍后会显示查找结 果如右图。其中前缀为ph表示晶 体管大信号模型，使用时需要添 加一定的偏置电路；前缀为sp的 表示晶体管s参数模型，是在特 定偏置条件下，一定频段范围内 测试得到的晶体管s参数，可以 直接使用，但是不能用来进行直 流偏置仿真。一般sp模型用于电 路的初始设计，这种模型由于是 基于测试的结果，因此精度最好
4.3 等噪声系数圆和等增益圆（续）
? 重复以上操作，分别插入增益为MaxGain1-0.5 dB， MaxGain11.0 dB和MaxGain1-1.5 dB三个等增益圆的计算公式。类似的方法 再添加两个等噪声系数圆的计算公式。等噪声系数圆的调用函数 为ns_circle(Nf,NFmin,Sopt,Rn/50,101)，其中第一个参数为所要 求的噪声系数水平，单位为dB，其他参数的意义参见相应的help 文档。
? 选择 在原理图中插入公式： Mag_delta=mag(S11*S22-S12*S21)
4.2 晶体管稳定性设计(续)
? 点击 或按下F7开始仿真 ? 仿真结束后弹出数据显示窗口。点击左边工具栏中
的 ，采用数据列表的方式显示K,Mag_delta,以及晶 体管噪声参数Rn,Sopt,和NFmin如下图所示。结果 Mag_delta<1,K<1,说明晶体管是潜在稳定的，因此有 必要进行稳定性设计
MAAL-011078低噪声放大器说明书
1Functional Block DiagramFeatures∙ Low Noise Figure:∙ High Gain:∙ High Linearity: 33 dBm OIP3∙ Single Voltage Bias: 3 - 5 V∙ Integrated Active Bias Circuit∙ Current Adjustable 30 - 80 mA∙ Lead-Free 2 mm 8-LD PDFN Package∙ Halogen-Free ―Green‖ Mold Compound∙ RoHS* Compliant and 260°C Reflow CompatibleDescriptionThe MAAL-011078 is a high dynamic range, singlestage MMIC LNA with ultra low noise figure, highgain and excellent linearity. This amplifier isdesigned for operation from 700 MHz to 6 GHz andis housed in a lead-free 2 mm 8-lead PDFN plasticpackage.This low noise amplifier has an integrated activebias circuit allowing direct connection to 3 V or 5 Vbias and minimizing variations over temperature andprocess. The bias current is set by an externalresistor, so the user can customize the powerconsumption to fit the application. V BIAS can beutilized as an enable pin to power the device up anddown during operation.In the 50 Ωenvironment and at 3 V, theMAAL-011078 offers 0.5 dB noise figure at 2.6 GHz,with 22 dB of gain and over 33 dBm output thirdorder intercept point (OIP3). It is ideal for 5G & 4Gcellular infrastructure and Wi-Fi applications.Pin Configuration3Ordering Information1,21. Reference Application Note M513 for reel size information.2. All sample boards include 3 loose parts.N/C N/CN/CRF INN/CV BIASRF OUT /V DDN/C* Restrictions on Hazardous Substances, compliant to current RoHS EU directive.2 Electrical Specifications: Freq = 1.9 GHz, V DD=3 V, +25ºC, Z0= 50 Ω, V BIAS = 2.3 V5Absolute Maximum Ratings7,8,9Handling ProceduresPlease observe the following precautions to avoiddamage:Static SensitivityGallium Arsenide Integrated Circuits are sensitive toelectrostatic discharge (ESD) and can be damagedby static electricity. Proper ESD control techniquesshould be used when handling these devices.5. Refer to biasing options on page 3.6. Return Loss can be improved with external matching components. Refer to application section.7. Exceeding any one or combination of these limits may causepermanent damage to this device.8. MACOM does not recommend sustained operation near thesesurvivability limits.9. Operating at nominal conditions with T J≤ 150°C will ensureMTTF > 1 x 106 hours.10.Junction Temperature (T J) = T C + ӨJC * ((V * I) - (P OUT - P IN))Typical thermal resistance (ӨJC) = 83°C/Wa) For T C= +25°C,T J = 33°C @ 3 V, 0.05 A, P OUT = 17.5 dBm, P IN = -4.5 dBmb) For T C= +85°C,T J = 93°C @ 3 V, 0.05 A, P OUT = 17.5 dBm, P IN = -4.5 dBm3 Biasing OptionsThe MAAL-011078 bias can be set in 2 different ways: using only V DD or using separate V DD and V BIAS voltages. A separate V BIAS voltage allows pin 5 (V BIAS) to be used as an enable pin to power the device up anddown during operation.For both bias methods select the value of R BIAS to achieve the desired current based on the tables on page 4, anduse DC blocks at pin 2 (RF IN) and pin 7 (RF OUT / V DD).OUTRF INBiasing Option - Separate V DD and V BIAS Voltages (V BIAS≤ V DD)To use separate V DD and V BIAS voltages, connect pin 7 (RF OUT / V DD) to V DD through an RF choke inductor and connect pin 5 (V BIAS) to V BIAS through bias resistor R BIAS as shown in Figure 2. Typical current (I BIAS) draw for pin 5(V BIAS) is 1.4 mA @ V BIAS= 3 V and 1 µA @ V BIAS = 0 V. Typical current (I DD) draw for pin 7 (RF OUT / V DD) is < 1 µA @ V BIAS = 0 V.Biasing Option - V DD onlyTo use only V DD, connect pin 7 (RF OUT / V DD) to V DD through an RF choke inductor and connect pin 5 (V BIAS) to V DD through bias resistor R BIAS as shown in Figure 1.Figure 1Figure 2OUTRF IN4 Typical Performance Curves of the Active Bias CircuitCurrent, V DD = 3 V Current, VDD= 4 VCurrent, V DD = 5 V204060801001201401600500100015002000TotalBiasCurrent(mA)Bias Resistance (ohm) 0204060801001201401600500100015002000TotalBiasCurrent(mA)Bias Resistance (ohm)204060801001201401600500100015002000TotalBiasCurrent(mA)Bias Resistance (ohm)Bias Table5 Typical Performance Curves @ 3 V / 50 mA, Z0= 50 ΩGain Noise FigureOutput Return LossInput Return LossP1dBOIP35101520253035123456S21(dB)Frequency (GHz)0.00.51.01.5NoiseFigure(dB)Frequency (GHz) -10-8-6-4-20123456S11(dB)Frequency (GHz)-10-8-6-4-20123456S22(dB)Frequency (GHz) 0102030400123456OIP3(dBm)Frequency (GHz)510152025300123456P1dB(dBm)Frequency (GHz)6 Typical Performance Curves @ 5 V / 70 mA, Z0= 50 ΩGain Noise FigureOutput Return LossInput Return LossP1dBOIP35101520253035123456S21(dB)Frequency (GHz)0.00.51.01.50123456NoiseFigure(dB)Frequency (GHz) -10-8-6-4-2123456S11(dB)Frequency (GHz)-10-8-6-4-2123456S22(dB)Frequency (GHz) 0102030400123456OIP3(dBm)Frequency (GHz)510152025300123456P1dB(dBm)Frequency (GHz)7 Typical Performance Curves @ 3 V / 30 mA, 3 V / 50 mA, 5V / 70 mA, Z0= 50 ΩGain Noise FigureOutput Return LossInput Return LossP1dBOIP35101520253035123456S21(dB)Frequency (GHz)0.00.51.01.5123456NoiseFigure(dB)Frequency (GHz) -10-8-6-4-2123456S11(dB)Frequency (GHz)-10-8-6-4-20123456S22(dB)Frequency (GHz) 0102030400123456OIP3(dBm)Frequency (GHz)51015202530123456P1dB(dBm)Frequency (GHz)8†Meets JEDEC moisture sensitivity level 1 requirements. Plating is 100% matte tin over copper.92.3 - 2.7 GHz Application SectionThe MAAL-011078 is designed to work as a lownoise gain block over a wide range of frequencies ina 50 Ω environment.Input and output can be tuned to improve return lossover a specific frequency band.The evaluation board shown has been designed fortuning flexibility. The parts list on page 10 detailsthe components needed to tunethe MAAL-011078for operation from 2.3– 2.7 GHz. R1 or R2 may beused as R BIAS according to the biasing optionchosen.Evaluation Board, 2.3 - 2.7 GHz Schematic, 2.3 - 2.7 GHzRF OUT RFV DDV BIASGND10Parts List, 2.3 - 2.7 GHz2.3 - 2.7 GHz Application Section11GainOutput Return LossInput Return LossReverse Isolation-25-20-15-10-505101520S11(dB)Frequency (GHz)-25-20-15-10-505101520S22(dB)Frequency (GHz)-100-80-60-40-2005101520S12(dB)Frequency (GHz)-60-40-20204005101520S21(dB)Frequency (GHz)Typical Performance Curves: Broadband performance (2.3 - 2.7 GHz evaluation board) Electrical Specifications: Freq = 2.6 GHz11,12, V DD= 3 V, +25ºC, Z0= 50 Ω11. Typical performance of the evaluation module with exact components shown on the 2.3 - 2.7 GHz parts list.12. Typical measured data includes evaluation board and connector losses.12 Typical Performance Curves: Freq = 2.3 - 2.7 GHz, Z0= 50 ΩGain Noise FigureOutput Return LossInput Return LossOIP3Reverse Isolation21.522.022.523.023.524.024.525.02.1 2.3 2.5 2.7 2.9S21(dB)Frequency (GHz)0.00.10.30.40.50.60.80.92.1 2.3 2.5 2.7 2.9NoiseFigure(dB)Frequency (GHz)-25-20-15-10-52.1 2.3 2.5 2.7 2.9S11(dB)Frequency (GHz)-25-20-15-10-52.1 2.3 2.5 2.7 2.9S22(dB)Frequency (GHz)-39.5-38.5-37.5-36.5-35.5-34.52.1 2.3 2.5 2.7 2.9S12(dB)Frequency (GHz)3032343638402.1 2.3 2.5 2.7 2.9OIP3(dBm)Frequency (GHz)133.6 -4.2 GHz Application SectionThe MAAL-011078 is designed to work as a lownoise gain block over a wide range of frequencies ina 50 Ω environment.Input and output can be tuned to improve return lossover a specific frequency band.The evaluation board shown has been designed fortuning flexibility. The parts list on page 14 details thecomponents needed to tune the MAAL-011078 foroperation from 3.6 –4.2 GHz. R1 or R2 may beused as R BIAS according to the biasing optionchosen.Evaluation Board, 3.6 - 4.2 GHz Schematic, 3.6 - 4.2 GHzRF OUTRFVVGNDParts List14 GainOutput Return LossInput Return LossNoise FigureElectrical Specifications: Freq = 3.6 - 4.2 GHz13, V DD= 3 V, +25ºC, Z0= 50 Ω13.Typical performance of the evaluation module with exact components shown on the 3.6 - 4.2 GHz parts list.0.00.20.40.60.81.0NoiseFigure(dB)Frequency (GHz)Typical Performance Curves: Broadband performance (3.6 - 4.2 GHz evaluation board)161718192021S21(dB)Frequency (GHz)-30-25-20-15-10-5S11(dB)Frequency (GHz)-30-25-20-15-10-53.6 3.7 3.8 3.94.0 4.1 4.2S22(dB)Frequency (GHz)154.4 - 4.9 GHz Application SectionThe MAAL-011078 is designed to work as a lownoise gain block over a wide range of frequencies ina 50 Ω environment.Input and output can be tuned to improve return lossover a specific frequency band.The evaluation board shown has been designed fortuning flexibility. The parts list on page 14 details thecomponents needed to tune the MAAL-011078 foroperation from 4.4 –4.9 GHz. R1 orR2may beused as R BIAS according to the biasing optionchosen.Evaluation Board, 4.4 - 4.9 GHz Schematic, 4.4 - 4.9 GHzParts ListRF OUTRFVVGND16GainOutput Return LossInput Return LossElectrical Specifications: Freq = 4.4 - 4.9 GHz14, V DD= 3 V, +25ºC, Z0= 50 Ω14. Typical performance of the evaluation module with exact components shown on the 4.4 - 4.9 GHz parts list.Noise FigureTypical Performance Curves: Broadband performance (4.4 - 4.9 GHz evaluation board)161718192021S21(dB)Frequency (GHz)0.00.20.40.60.81.0NoiseFigure(dB)Frequency (GHz)-35-30-25-20-15-10-54.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9S22(dB)Frequency (GHz) -35-30-25-20-15-10-5S11(dB)Frequency (GHz)17MACOM Technology Solutions Inc. All rights reserved.Information in this document is provided in connection with MACOM Technology Solutions Inc ("MACOM") products. These materials are provided by MACOM as a service to its customers and may be used for informational purposes only. Except as provided in MACOM's Terms and Conditions of Sale for such products orin any separate agreement related to this document, MACOM assumes no liability whatsoever. MACOM assumes no responsibility for errors or omissions in these materials. MACOM may make changes to specifications and product descriptions at any time, without notice. MACOM makes no commitment to updatethe information and shall have no responsibility whatsoever for conflicts or incompatibilities arising from future changes to its specifications and product descriptions. No license, express or implied, by estoppels or otherwise,to any intellectual property rights is granted by this document.THESE MATERIALS ARE PROVIDED "AS IS" WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED, RELATING TO SALE AND/OR USE OF MACOM PRODUCTS INCLUDING LIABILITY OR WARRANTIES RELATING TO FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, CONSEQUENTIAL OR INCIDENTAL DAMAGES, MERCHANTABILITY, OR INFRINGEMENT OF ANY PATENT, COPYRIGHT OROTHER INTELLECTUAL PROPERTY RIGHT. MACOM FURTHER DOES NOT WARRANT THE ACCURACYOR COMPLETENESS OF THE INFORMATION, TEXT, GRAPHICS OR OTHER ITEMS CONTAINED WITHINTHESE MATERIALS. MACOM SHALL NOT BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, INDIRECT, INCIDENTAL, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, INCLUDING WITHOUT LIMITATION, LOST REVENUES OR LOST PROFITS,WHICH MAY RESULT FROM THE USE OF THESE MATERIALS.MACOM products are not intended for use in medical, lifesaving or life sustaining applications. MACOM customers using or selling MACOM products for use in such applications do so at their own risk and agree tofully indemnify MACOM for any damages resulting from such improper use or sale.。
- 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)。
低噪声放大器(LNA)
一、实验目的
（1）深入理解低噪声放大器（LNA）的工作原理、功能、作用
和性能指标。
（2）学习使用频谱分析仪的工作原理和使用方法。
（3）掌握低噪声放大器性能指标的的测试方法。
二、实验仪器
1、数字示波器 TDS210 0~60MHz 1台
2、频谱分析仪 GSP-827 0~2.7GHz 1台
3、直流稳压电源 SS3323 0~30V 1台
4、实验电路板自制 1块
三、实验电路
低噪声放大器放大器电路和印制板图如图所示，电路板上包含两个放大器：一个单级低噪声放大器和一个两级低噪声放大器。
1.匹配电路
输入匹配电路的类型可以分为共轭匹配和噪声匹配两种。
共轭匹配是将源的反射系数通过阻抗匹配网络变换成放大器S11的共轭。
由放大器单向化功率增益的计算式可知，在这种匹配下，放大器可以达到最大的单向化功率增益。
而噪声匹配是将源反射系数通过阻抗变换网络变换成一个能使晶体管
Γ。
由于微波晶体管的噪声匹配和共轭匹配达到最佳噪声性能的反射系数
opt
点相差较远，不能同时达到，因此需要在两者之间做合理的折衷。
在输入匹配点的选择上可以侧重于噪声匹配，并调整匹配网络（主要是输入匹配网络）的元件参数，使噪声系数尽量小。
随着频率的升高，微波晶体管的增益会逐渐降低直至失去放大能力，因此晶体管的低频稳定性相对于高频显得很重要，故有必要限制放大器低频的增益以提高低频稳定性。
基于以上的原因，放大器的输入匹配电路应当采用高通阻抗匹配网络，通过高通匹配网络限制放大器在较低频段的增益。
以两级放大器为例，输入端高通阻抗匹配网络由一个串联电容C21和两个并联电感L21、L22组成。
另外，C21还起到隔直流电容的作用，两级放大器的静态工作点互不影响。
L22另一个作用是对场效应管的栅极加偏置电压。
这里使用电感的作用是使得直流偏置电压几乎无损失的通过给管子提供偏置电压，
而对于将要放大的射频信号来说，电感的阻抗非常大以至于射频信号几乎不能通过，从而达到了隔离交流和直流通路的目的。
为了在射频通路上使L21、L22、C21形成Π型的匹配网络，L22还需要一个高频旁路电容即C22。
多级放大器的级间匹配电路的主要目的是为了尽可能减小传输中的信号功率损失。
因此第一级的输出和第二级的输入均需要匹配到50欧姆。
输出匹配的目的是为达到最佳的输出反射损耗和最大增益。
输出阻抗匹配网络采用Π型高通结构，由串联电容C36和并联电感L33、L34组成。
L23同时作为馈电用电感为管子的漏极提供偏置电压。
2.稳定性设计
在源极和地之间增加感性的串联反馈可以对输入反射损耗和低频稳定性起有利的作用。
加入源极电感性反馈后，低频的稳定性显著提高，同时输入截断点也增高。
源极的感性反馈通常是由一段从源极引脚到地的微带线构成的，如图中LL21、LL22、LL31、LL32所示，通过合适的选择微带线的长度可以有效的控制源极感性反馈的大小。
为了提高放大器的稳定性，通常还可以在其不稳定的端口增加一个串联或并联的电阻。
因此可以在级间加入Π型的阻性3dB衰减网络。
这种衰减网络的特点是，由三个电阻（R26、R27、R28）连接成“Π”的形状，从其输入端口或输出端口看进去，阻抗都是50欧姆，通过网络的信号强度会衰减3dB。
加入衰减网络的另一个好处是能减小级间匹配的难度。
U 1
J o u t _2
四、实验原理及内容
1、阻抗匹配测量
测试说明：在设计低噪声放大器时须着重于输入匹配网络的设计，以便求得有较低的噪声系数及较佳的输入返回损耗，因此设计低噪声放大器之首要重点为同时对最佳信号源反射系数(Γopt ) 与S 11 取得匹配，亦即希望Γopt 与S 11 能取得共轭。
然而对于一只晶体管在一偏压条件下，其Γopt 与S 11 不见得皆可获得共轭，因此在电路设计上我们可以使用共射极电感串联反馈电路架构。
射频电路的阻抗匹配测量和低频电路的阻抗测量完全不同，低频电路一般是通过测量输入回路中的电压、电流来求得输入阻抗，而射频电路是通过测量反射信号的大小来衡量阻抗匹配情况，一般是测开路时的全反射信号电平和接通负载时的反射信号电平之比，即反射损耗，反射损耗越大说明阻抗越匹配。
用频谱分析仪测量输入阻抗匹配情况时需要一个返回损失桥（Bridge ）配合工作，返回损失桥的作用是将跟踪信号发生器TG （频谱分析仪自带的）输出的正向传输信号和由放大器反射的反向传输信号分离开，由同轴电缆将反射信号送到频谱分析仪测量电平的大小。
测量时应先将开路时的全反射信号校准到一个合适的电平值，校准的过程实际上测量和记录了全反射信号的大小以及返回损失桥、电缆、接头的误差，当接入放大器后的反射信号幅度会由仪器利用已有记录自动修正返回损失桥、电缆、接头的影响，提高测量精度。
测量步骤如下：
（1）电路连接。
依下图所示将频谱分析仪架设好；将Bridge 的射频信号输入端口接至频谱分析仪之TG 输出端； 将Bridge 之反射信号输出端口利用RF Cable 连接至频谱分析仪之RF 输入端。
（2）将频谱分析仪的中心频率、测量范围、分辨率频宽 (RBW)依下图分别设定为1.95GHz 、100 MHz 、3kHz 。
1.95GHz 100MHZ
3kHz
（3）频谱分析仪的校准。
将连接于Bridge 之RF 输出端的RF Cable 开路，然后依下图所示之按键步骤启动频谱分析之TG (Tracking Generator) 功能（在OPTION 中），校正频谱分析仪。
注意：TG 输出信号的幅度可以改变，但在该实验中，放大器允许的输入信号幅度比较小，信号太大时容易损坏，请不要超过-20dBm 。
（4）测量。
在被测放大器的输出端接上负载终端，将连接于Bridge 的RF 输出端的RF Cable 接于被测电路的输入端来量测其输入返回损耗，记录图形。
判读对应1.92GHz 、1.95GHz 、1.98GHz 频率点的反射损耗。
(5)用同样方法测量两级放大器。
2、放大器增益与频率特性测量
测试说明：频谱分析仪中内置了一个跟踪信号发生器，该信号发生器的输出幅度经设定后保持不变，频率则由start 频率线性的变到stop 频率，测量时该信号被加到放大器的输入端，放大器的输出信号接到频谱分析仪的输入端测量幅度，仪器自动记录每个频点的幅度并换算成增益在屏幕上显示出来即为幅频特性曲线。
但在接入放大器之前要先对跟踪信号进行校准，即先将跟踪信号的输出接到射频输入口，将跟踪信号校准到到一个合适的电平值，校准的过程实际上测量和记录了跟踪信号的大小以及返回损失桥、电缆、接头的误差，当接入放大器输出信号时，幅度会由仪器利用已有记录自动修正返回损失桥、电缆、接头的影响，提高测量精度。
（1）电路连接。
依下图所示将频谱分析仪架设好； 将频谱分析仪的TG 输出端与RF 输入端分别藉由一个N-to-SMA 之转接头接上一条RF Cable 。
-20dBm -20dBm
（2）仪器测量参数的设置。
将频谱分析仪之中心频率、量测范围、与分辨率频宽 (RBW) 依下图所示之按键步骤将其分别设定为1.95GHz 、100MHz 、3 kHz 。
（3）频谱分析仪的校准。
将连接于TG 的RF Cable 与连接于RF 输入埠的RF Cable 串接起来，然后依下图所示之按键步骤启动频谱分析之TG (Tracking Generator) 功能，校正频谱分析仪。
（4）测量。
将连接于TG 的RF Cable 接于被测电路的输入端， 而连接于RF 输入端的RF Cable 接于被测电路的输出端来测量放大器的增益和频率特性曲线，记录图形，判读对应1.92GHz 、1.95GHz
、1.98GHz 频率点的增益。
（5）用同样方法测量两级放大器
五、试验报告要求
1、格式与要求： （1）题目
（2）实验目的
（3）实验仪器（记录所使用仪器与主要技术指标，特别是与本试验有关的技术指标）
（4）实验电路分析（说明本实验对象即电路的工作原理）
（5）实验原理与步骤（说明被测指标的意义和测量方法、接线图等，写出实验步骤和各步骤得到的实验结果、数据等）
（6）结果分析（对实验数据进行处理、分析，得出电路指标、特性曲线、变化趋势或其他结果，并与理论分析或计算相比较，说明结果正确与否及误差来源。
2、思考题：以下思考题请在实验预习和实验中加以考虑，并在实验报告中予以回答。
（1）请说明频谱分析仪的Amplititude 下的“ref level”与TG 下的”
1.95GHz 100MHZ
3kHz
20dBm -20dBm -20dBm
TG level”以及TG下的“ref level”有何联系和区别？
（2）请说明频谱分析仪的“RBW”与”VBW”有何区别？
（3）放大器输入端的返回损耗的测量有何意义？
（4）放大器各频率点的增益是否相同？频带宽度是如何定义的？。