寬頻帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)

摘要 隨著光纖通信、衛(wèi)星通信向著寬頻帶方向發(fā)展，要求放大器的帶寬也就越來越寬。文中設(shè)計(jì)了一種低噪聲放大器，該放大器具有較低的噪聲系數(shù)，同時(shí)工作頻帶較寬增益平坦度在工作頻段內(nèi)控制在約1dB，另外該低噪聲放大器的輸入輸出匹配和穩(wěn)定性良好。
關(guān)鍵詞 低噪聲放大器；寬頻帶；增益平坦度

低噪聲放大器在電路巾應(yīng)用廣泛，但是頻帶較寬的低噪聲放大器增益卻在頻率高端常以6 dB／倍頻程的速率下降，同時(shí)還考慮穩(wěn)定性等諸多因素。因此寬頻帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。文中采用負(fù)反饋式放大器結(jié)構(gòu)利用ADS軟件設(shè)計(jì)仿真了一副具有寬頻帶特性、增益較高，同時(shí)能夠保證穩(wěn)定性以及低噪聲系數(shù)和低增益平坦度的放大器。該放大器可用于多系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的前端第一級(jí)使用。

1 低噪聲放大器的設(shè)計(jì)指標(biāo)
給定放大器的設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：(1)工作頻率1．1～1．6 GHz。(2)增益>15 dB。(3)增益平坦度，在頻帶內(nèi)1 dB。(3)駐波比，輸入輸出駐波比都1．5。(4)噪聲系數(shù)：頻帶內(nèi)1dB。
文中設(shè)計(jì)的放大器是利用安捷倫公司的高電子遷移率晶體管(PHEMT)ATF54143管進(jìn)行設(shè)計(jì)。在FET的漏極和柵極之間接入一個(gè)串聯(lián)的RL反饋。這樣調(diào)整電阻R以及電感L的值就可以改善輸入輸出匹配，并且通過犧牲低頻增益改善穩(wěn)定度。

2 未加負(fù)反饋的電路仿真設(shè)計(jì)
廠家提供的ATF54143的資料中，噪聲性能曲線如圖1所示。

圖1是在Vds=3 V時(shí)，Ids分別為60 mA，40 mA以及80 mA時(shí)的最小噪聲曲線。可以看出，在Ids=60 mA時(shí)，在1．0～2．0 GHz的范圍內(nèi)最小噪聲都在0．4 dB以下，噪聲性能優(yōu)越。另外在Ids為40 mA以及80 mA時(shí)，最小噪聲曲線與Ids=60 mA時(shí)的曲線基本一致，變化不大。
表1為ATF54143在Vds=3 V，Ids=60 mA的S參數(shù)。