1、 信息学院 射频电路设计课程设计 课 题：低噪声放大器设计与仿真 姓 名： 指导老师： 专 业： 班 级： 学 号： 2 目录目录 一、低噪声放大器的功能和指标 . 3 1.低噪声放大器的功能 . 3 2.低噪声放大器的主要技术指标 . 3 二、低噪声放大器的设计原则 . 5 三、晶体管直流工作点的扫描 . 6 1.建立工程和原理图 6 2.直流工作点扫描 6 四、晶体管的 S 参数扫描 7 1.新建原理图 7 2.S 参数扫描 8 五、SP 模型仿真设计 9 1.构建原理图 . 10 2.SP 模型的仿真 10 3.输入匹配设计 11 4.输出阻抗匹配设计 . 13 六、综合指标的实现 15
2、 1.放大器稳定性分析 15 2.噪声系数分析 15 3.输入驻波比与输出驻波比 15 3 七、结论 16 一一 低噪声放大器的功能和指标低噪声放大器的功能和指标 1 1 低噪声放大器的功能低噪声放大器的功能 随着通信技术的飞速发展，人们对各种无线通信工具提出了更高的要求，功 率辐射小，作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至通信设备制造商的普遍 要求，系统接收灵敏度由下式决定： S=-174+NF+10log(BW)+S/N 式中 NF 为噪声系数，BW 为系统带宽，S/N 为输入信号噪声比。因此，在各 种特定的无线通信系统中， 能有效提高灵敏度的关键因素是降低接收机的噪声系 数 NF，而决
3、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。 2.2. 低噪声放大器的技术指标低噪声放大器的技术指标 低噪声放大器的主要指标包括： 噪声系数(NF)、 功率增益、 输入输出驻波比、 动态范围等，其中对整个系统影响最大的指标是噪声系数和放大增益。 （1） 噪声系数 噪声系数是指信号通过放大器之后，由于放大器产生 噪声使信噪比变坏，而信噪比下降的倍数就是噪声系 数。其定义为： 式中，n 为放大器输出端确定的信噪比。 噪声系数通常用分贝表示：NF(dB)=10lgNF 对于单级放大器而言，其噪声系数为： 式
4、中，Fmin 为晶体管最小噪声系数，由放大器本身决定，rn 是晶体管等效 噪声电阻，是晶体管输入端的源反射系数，是获得最佳 Fmin 时的最佳源反射系 数。 对于多级放大器来说，其噪声系数由下式决定： sinisi sononi PPP F PPnP = m in 22 4| (1| ) |1| nsopt sopt r FF G -G =+ -G+ G 4 32 1 112 11 . AAA FF N FF GGG - =+ 在某些噪声系数要求极高的系统中，由于噪声系数很小，用噪声系数表示不 方便，通常采用噪声温度表示，则噪声温度 Te 与噪声系数 NF 的换算关系： () 0 1 e TTN F=- 式中，T0为环境温度，通常为2900 K,NF 为放大器的噪声系数。 （2） 噪声系数与接收机灵敏度的关系 接 收 机 灵敏度是维持接收机正常工作时。 输入端所必需 的最小信号功率(或电压
