基于ADS的通信設(shè)備低噪聲放大器改進(jìn)設(shè)計與仿真
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在某些噪聲系數(shù)要求極高的系統(tǒng)中，由于噪聲系數(shù)很小，用噪聲系數(shù)表示不方便，通常采用噪聲溫度表示，則噪聲溫度Te與噪聲系數(shù)NF的換算關(guān)系：
式中，T0為環(huán)境溫度，通常為290 K。
2．2 功率增益
對于實際的低噪聲放大器，功率增益通常是指信源和負(fù)載都是50 Ω標(biāo)準(zhǔn)阻抗情況下實測的增益。即先測出沒有放大器時輸出的功率P1，連接有加入放大器后再測量輸出的功率P2，則功率增益G=P2／P1。
噪聲最佳匹配情況下的增益稱為相關(guān)增益。噪聲最佳匹配點(diǎn)并非最大增益點(diǎn)，一般相關(guān)增益比最大增益低2～4 dB。低噪聲放大器的增益應(yīng)適中，增益太大導(dǎo)致下級混頻器輸入過大而失真；增益太小不利于抑制后續(xù)各級放大器噪聲。這是由于在多級放大器噪聲系統(tǒng)中，噪聲系數(shù)表達(dá)式為：
式中，NFn為第n級放大器的噪聲系數(shù)，Gn為第n級放大器的增益。
當(dāng)增益G1和G2足夠大時，整機(jī)的噪聲系數(shù)接近第一級的噪聲系數(shù)。因此系統(tǒng)前端的低噪聲放大器對整個系統(tǒng)的噪聲系數(shù)大小起決定作用。
2．3 穩(wěn)定性
低噪聲放大器能夠正常工作必須滿足的首要條件之一是其在工作頻段內(nèi)的穩(wěn)定性，否則會產(chǎn)生自激振蕩。穩(wěn)定性取決于晶體管的S參數(shù)和輸入輸出網(wǎng)絡(luò)的反射系數(shù)。當(dāng)晶體管確定工作頻率和偏置，也就是晶體管的S參數(shù)成為定值后，只要滿足式(8)～式(9)，則晶體管絕對穩(wěn)定。如果不滿足絕對穩(wěn)定狀態(tài)，通過增加穩(wěn)定電路設(shè)計使晶體管工作在穩(wěn)定狀態(tài)。
式中，K為Rollett穩(wěn)定因數(shù)。
2．4 動態(tài)范圍
動態(tài)范圍是指低噪聲放大器輸入信號允許的最小和最大功率的范圍。動態(tài)范圍的上限由最大可接收的信號失真決定，動態(tài)范圍的下限取決于噪聲性能。為了避免大信號輸入時產(chǎn)生非線性失真，一般應(yīng)選擇低噪聲放大器的輸入三階交調(diào)點(diǎn)IIP3較高一點(diǎn)，至少比最大輸入信號高30 dB。
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