ch5低噪聲放大器

高頻放大器信號放大頻率選擇晶體管選頻網絡結構1、晶體管＋諧振回路2、晶體管＋集中選頻濾波器第五章低噪聲放大器特點:1.位于接收機的最前端噪聲越小越好要求有適當?shù)姆€(wěn)定的增益2.接收的信號很微弱且變化

小信號線性放大器線性動態(tài)范圍大增益自動控制3.通過傳輸線直接和天線或天線濾波器相連——

匹配4.應具有選頻功能，抑制帶外和鏡象頻率干擾本章內容：1.低噪聲放大器的性能指標

2.

低噪聲放大器的設計特點：模型中的每個參數(shù)均對應一定的物理意義適用的頻率范圍較寬舉例：混合型模型1.

物理模型——等效電路模型描述晶體管的兩種模型從模擬晶體管的物理機構出發(fā),用集中參數(shù)元件Ｒ、Ｃ和受控源來表示管內的復雜關系。優(yōu)點：各元件參數(shù)物理意義明確,在較寬的頻帶內元件值基本上與頻率無關。缺點：隨器件不同而有不少差別,分析和測量不方便。混合π型等效電路法較適合于分析寬頻帶小信號放大器。π型等效電路2.網絡模型特點：把晶體管視為一個雙端口黑盒子，分析其端口參數(shù)適用于特定頻率、線性參數(shù)舉例：S參數(shù)注意：應用不同的模型，分析設計低噪放的方法不同本章重點——用晶體管的混合型模型分析、設計低噪放Ｙ參數(shù)法則是從測量和使用的角度出發(fā),把晶體管作為一個有源線性雙口網絡,用一組網絡參數(shù)構成其等效電路。優(yōu)點：導出的表達式具有普遍意義,分析和測量方便。缺點：網絡參數(shù)與頻率有關。y參數(shù)等效電路共發(fā)射極晶體管,看作一個雙口網絡,相應的Ｙ參數(shù)方程為：y參數(shù)等效電路與π型等效電路的轉換混Π等效電路Y參數(shù)等效電路指標0.5μmGaAsFET0.8μmSiBipolar電源電壓3.0V1.9V電源電流4.0mA2.0mA頻率1.9GHZ1.9GHZ

噪聲系數(shù)NF2.8dB2.8dB

增益Gain18.1dB9.5dBIIP3－11.1dBm－3dBmInputVSWR1.51.2OutputVSWR3.11.4隔離21dB21dB低噪放（LNA）——高頻、小信號、線性、選頻放大器5.1低噪聲放大器指標（1）低功耗——移動通信的必然要求（2）工作頻率——取決于晶體管的特征頻率與工作點有關取決于半導體工藝低電源電壓小的靜態(tài)電流——跨導小低噪放（LNA）指標分析增益要適中增益小——可降低后級對系統(tǒng)噪聲系數(shù)的影響增益大——后級易產生非線性失真增益取決于跨導

——由工作點決定負載LNA的負載形式LC諧振回路——Q值、諧振阻抗集中參數(shù)選頻濾波器——注意阻抗匹配（5）自動增益控制根據(jù)接收信號的強弱自動控制增益信號弱，增益大信號強，增益小，以防后級非線性失真（4）增益衡量指標：三階互調截點IIP3、增益1dB壓縮點（8）隔離度和穩(wěn)定性引起不穩(wěn)定的原因正向傳輸——壓控電流源反向傳輸——極間電容②

失配法——采用共射共基（共源共柵）組合連接改進措施①

中和法——用中和電容抵消由引起的反向傳輸輸入（7）線性范圍共射放大器原理圖

基極偏置VBEQ

決定基極偏置電流IBQ集電極電源

VCC負載電阻RL共同決定工作點Q輸入信號為,

當

(

)

時晶體管可用其等效電路代替輸出電流公式5.2.1雙極型晶體管共射小信號等效電路①理解電路中各元件的物理意義從兩個層次上加強對等效電路的理解②理解晶體管作為放大器的本質注意兩點①電路中的所有參數(shù)均與工作點Q有關

②該電路是交流小信號等效電路混合型等效電路一個電壓控制的電流源

——正向傳輸放大器的輸入阻抗，電阻和電容、放大器輸出電阻（很大）ce極限工作頻率－－由等效電路中的電容引起反向傳輸器件引起放大器不穩(wěn)定晶體管作為放大器的本質采用晶體管的等效電路模型設計、分析低噪聲放大器電路組成：晶體管、偏置、輸入匹配和負載四大部分典型電路Q晶體管Q偏置電阻、、輸入匹配網絡負載：選頻回路交流旁路電容、負載電阻晶體管、負載部分接入5.3低噪聲放大器設計（2）畫出放大器的交流通路圖（3）代入晶體管的小信號等效電路及參數(shù)，計算放大器的各項指標（1）分析直流偏置，決定直流工作點，得出對應工作點的參數(shù)畫交流通路圖的原則：①直流電源是交流地②

大電容（交流旁路電容）短路③

大電感（扼流圈)開路④僅做偏置用的直流電阻可不畫分析電路步驟①畫交流圖電源是交流地去掉偏置大電容短路②代入晶體管等效電路設晶體管為單向傳輸完整電路對線圈部分接入進行折合交流等效電路Ｙ參數(shù)等效電路集電極等效電路經阻抗變換后的等效電路選擇回路電抗元件：多級單調諧回路諧振放大器例

某中頻放大器的通頻帶為６MHz,現(xiàn)采用兩級或三級相同的單調諧放大器,兩種情況下對每一級放大器的通頻帶要求各是多少？表

單調諧放大器矩形系數(shù)與級數(shù)的關系級數(shù)n12345678910矩形系數(shù)Kn01

9.