低噪声放大器的设计

1、低噪声放大器的设计参数：低噪声放大器的中心频率选为2.4GHz,通带为8MHz通带内增益达到11.5dB,波纹小于0.7dB通带内的噪声系数小于3通带内绝对稳定通带内输入驻波比小于1.5通带内的输由驻波比小于2系统特性阻抗为50欧姆微带线基板的厚度为0.8mm,基板的相对介电常数为4.3步骤：1 .打开工程，命名为dzsamplifier。2 .新建设计，命名为dzsamplifier。设置框如下：点击OKW,如下图var-41u_oc.士S豺.-TViiCFVCE,W；.mlKpbt1.IC.PM叫ETERSWEEP»SweeaV-.,.S-WHfiVairs,.r,SEhrsta

2、gsmaE§1F1DC1：SmHt营sniamfZ?"SEfns由/全2同',号冏府阑''''-SimktstannDeMarr5-.当士宙115匕时2m4心，.Sisrt=2flScpilOOuA'Sfep=inDCiS6irt=US-Ep>5盯也pl/l'''模板为BJT_curve_traver,带有这个模板的原理图可以自动完成晶体管工作点扫描工作。3.在ADS元件库中选取晶体管。单击原理图工具栏中的打开元件库，单击I-32011Component搜索“32011"。其中sp开头的

3、原件是S参数模型，可以用来作S参数仿真，但这种模型不能用来做直流工作点扫描。以pb开头的原件是封装原件,可以做直流工作点扫描，此处选择pb开头的。4.按照下图进行连接J.二工蜕Clm5t""陋阳'VCEV''侬叩质®5RO.B0=IE=.PETER.TER3卬i.UuIEE-军nlnGRn手怛ifEF叩H：.,SmhrSndfeha'&mhrtHoehta,XEsr-nxMlEjS卜-.如1耳3.助中M弧uA£盼12倒对DC1.二SwpQ'5w»t'''"5.将参

4、数扫描控制器PARAMETERSWEEPStart项修改为Start=0.6.点击懦进行仿真，仿真结束后，数据显示窗自动弹由如下图：BJTDCCollectorCurrentvsCollector-EmitterVohageUsewithBJT_t：ur/e_tracerSchematicTanplateVCEmlVCE=3.300IC.i=QiQ04IBB=D.DDOO4O7.Valuesatbiaspointindicatedbmarkerml.MovemafkertoupdsteiDevicePower“CEConsumption.Watts3.O0D0£12晶体管S参数扫描。

5、(1)重新新建一个新的原理图S_Param§进行S参数扫描。如下图:点击OK后，出现:SK)p=1(.DGHZ-Step=O1GHz-回口加麻而南U日邮晒南01噌jParamwjau而_dB_SETtri”(2)在ADS元件库中选取晶体管单击原理图工具栏中的小，打开元件库，然后单击Arsalug/RFLi/brari已s32011Conponeiit搜索32011”。此处选择sp开头的即hpAT-32011519950105(3)以如图的形式连接siarioGHiStop=io.nGHzStep-0iGHzDispiaifTemplatedisptErtipT"'r

6、，S_Paranr$_Qu£K_(jB_Smll(4)双击S参数仿真空间SP,将仿真控件修改如下。(5)点击仿真按钮，进行仿真。数据如下图所示:(6)双击S参数的仿真控件，选中其中的【CalculateNoise，如图执行后:注意：晶体管参数指标如下：1 .晶体管sp_hp_AT32011_5_1995105勺频率范围为0.1GHz-5.1GHz满足技术指标。2 .通带内噪声系数满足技术指标。3 .通带内增益不满足技术指标。4 .通带内输入驻波比不满足技术指标。5 .通带内输出驻波比不满足技术指标。结论如下：1 .频率范围和噪声系数满足技术指标，可以选取该晶体管。2 .通带内增益、输

7、入输出驻波比不满足技术指标，需要添加输入输出匹配网络，通过输入输出匹配网络的优化实现该3项指标。SP模型仿真设计1 .在dzsamplifier工程中，新建设计，命名为S_Params_1然后按照下图添加器件，并进行相应的设置:rTenri,rgm.Num-12=50OhmASPXTenriTenrr2.Num=2Z=50Ohmip_AT2D11_5_19950105SNin_LBia;="0jtVce=27VlC=2rnA"它“UEnC产”pi。-5.10GHZ1-LS-PARAMETERSS_ParaiTiZihi=zin(Sii,PortZi)轴start=UGHzS

8、top=5r1GHcStep=&1GHz123412 .运行后，插入数据显示框，选择回，在其中选择Zin1,出现幅值相角显示框ZM3DOOOH1i5MrwaaKJWW-27Rg5Q.XWeWXJ*«27UXIMH2WMw-aKL3QAtlaoaihttfz113J3IWZia3g13CDa.21至D13Q?3W2T3?1更口皿工I®JVl133D*上SIDdiimsZZUWi演7gZ*C口3工通口5:mWE2Ml£1lUHE.3cDKO口5匚1293EJW犯2E3$4*涉17HG3-BlW1i!-3E3-5t471问N中WaitZ34-aFSKi通$193

9、口EEKRE2'-71於例小耳*1qiK>7335Qgmi.'-74en3«上玉."5231力“iP-TiJIFN国FT71013-E%2B35K-771352BCEMl33Bate>-rraa7旧Ki'-tT®S212.212-77512醛ei4.'-T?flS71K"=：OCOI5A；制H2-7"225-T11531EH：R-FEW5159TIC'."£210TOCn-tezM147T匿IE*双击这个框，出现TraceOptions.选中Zin1激活Zinl点击选中Re

10、/Imaginary出现实部和虚部freqZin1OODQOHzTDD.0MH2ZCO.OMHz300.0MHz430.0MHzKJDOMHseSDOUHzTM.OMHzSCC.OMHz9000MHz1OODGHzL18GHz120DGHz1.3OOGHS14O0GHz1KDSHzt.&KSHz1.700GHzI.BOTGHz1900GHz2.0COGH22.100GHz2.200GHz2300GHz240DGHZ2.5O0SHZ2600GHz2.700GHz2.800GHz2WXJGHz3.2S3E3-jl337E-11112.-j4M.33e446S7-J2072er.1lO*j1

11、35.ai422.D32-J1D3.3&421.425-jS2,47517.7S2-j67,D1517.527-iM.467i47.75617.0&T-j41.24517.17D-j3fl12D1C,S31-j31.651ic.eae)27.5441P,715)24.2231075t-j23.63310.5K-J17.&03l6.d0014.&S3.J12,SO3ie.&&e-jio.27D1e.722-闵划1Uia户84017.254-J4.246t7.142J162717.115-P，38517tae+ji.sxi7,eaa+J3.44717

12、.77+J4,oa617.&63-jE.52018,147+J&48017&14+j10.123查的在中心频率2.4GHz#,输入阻抗为Zin1=17.586+j*1.530.设计输入匹配网络在SP模型的输入端采用单支节匹配网络进行匹配，具体步骤如下:1.在微带线元件面板上，选择MSUB插入原理图中。具体参数如下:MSubMSUB,MSubl，,H-08mm.Er4.3MUI1Cond=58E+7Hu-T.0e+033mmT-003mmTanDm口001.Rough=qmm2,在元件列表中选择“小Circuit1KS,将单支节网络匹配产n嬴插入到原理图中。参数说明：F=

13、2.4GHz表示单支节匹配网络的中心频率Zin=50Q,表示匹配的目标输入阻抗Zload=(17,586+j*1,530只,表示前面计算出来的输入阻抗Zstub=58,表示支节的特性阻抗Zline=50Q,表示传输线的特性阻抗3,单击原理图中的SSmtch,然后点击菜单栏中的设计向导DesignGuideJ-PassiveCircuit】，选择DesignAssistant点击【Design】，进行设计。4.电路图如图所示：uTsrra./feSLuNum»12=50OhmSPCA_SETatdhVCA.SSMatcbl-Sutat-IWSubl.F=2.4GHz.Zin=50Ohn

14、-32D11_5SNIIBk='Gjt:Voe=2,7V$2rrA1电rmT&rnfl2',hlufin=2，二=5二口1?丁.Zl'Md'=l,75=1工划蜕户MF®.®mGHT=2stutj=53Ofim,-ZHr*50Ohm，.Celia畤mm.S-PARMETERS,MSub5.数据图如图所示:£Psarsarn'p"""”SP13isct=QGhizStcp=5.1GHzStepO.16HzEf=4.3Mlf=1CGnd=53E-忤213e+233'miS11表示输入端

15、匹配良好。S22表示输出端匹配不好。S21=7.881表示增益没有达到技术指标。设计并优化输入输由匹配网络由图可以得知，只添加输入匹配网络不能满足技术指标，下面同时添加输入输出匹配网络，并对输入输出匹配网络进行优化，以达到技术指标。1.将原理图S_Params_1另存为原理图S_Params_22,删掉原理图S_Params_2±的单支节输入网络匹配SSMtch,采用微带线构成单支节匹配网络，便于优化。3.计算频率为2.4GHz时的微带线宽度W=1.52mm。4,微带线的开路等效线MLEE优化区间全部设置为2-20mm,优化目标是L。5.电路图如下:+mmOPTIM.Opiim1r1

16、r，0pllm1QM也收aT,町1,S.wKKtSuW1Ti*15?mm-BL-i59mmi01期inim1urtWJ和醛1跖/1例2.km，向wU-屯自rreL=-3-'CI1d-51DGt1Z以此外（/飞才坨'UiMii®制-Sie所K，-ZeslrEdEEU.,SeKJJlftW,PF1F|J9髀t种Wt"7扁眩加*3。'-国营胃电风黄匚EH-占"Seed_*3忸朋口台rEM.一"/邯|骐飞乾,.SivtOfmmraa-nci赤出口制向近,&a-fiNonira>HQ.-后3i足居II耗RBT&TW-S

17、P1:DE>V-SJU-1SBKrirMSl;7152mini,w-152mmE*i5Smm期而1-Gn空.wim-2*Rflk£fah4?T17.su&si-vsJbrtW-1：S2ffiffl一看gfliim用F号:jrre“QdsiI'POptlfflGC前'.,"Eupr-Bisor/-.-后色的用十提WnH癌明,占Mln-口.何果,卜'2/第3中-m'-切看单mRi-0TGMZ',.将,口手阻卬尸30也.-w'£ef''',rIts''.1MT袅和市.S

18、P2更新后的电路图:IIGSrSlSBFsCu，Frej'Hl-鹏电第nmm.0P71M52mrn,5Zmni.MLEf.TL7.。而而1”'0p£WlJpe-P粗Dhi4i:龙EM-，.ctmdeirertjai.snau泼却,fqW4"尸Mpr1,amalGoalai-b飞电专国霞5的1，“，”Sm后卬EVa.口"Up"are日3H:1白居才是5eh巾”subt-MMbbr*”讨1七巾而,'-L*11¥SSiIftfflpyGaalOpimGoanSim.ns3ncs：=m&-SP2,-Wh-a.a.H.Bvsmt口讪*lgnJ-山勺彼不产F右一力m第ur(i-q怕kz-第Mi4卜&IGrz-mmTL>SUK'UM"r学一七r”葬FKl豌逑土W.EFRE*,Nun-IZ-=：O6m-AW-TL&i*1?52wi42-1nt2-152mnL-2mimFilS2mn-=tVk-2,tV炉2im；V隼U10'310GF150alOMM18叩.三工卬'：5图整:：s*n汽hWA"的二“一一一Mas->5-5-的|<岬”.中门孽.-Rlfi.gtMr(l<41GmzftiMgriiliti8*idz