用于電視調(diào)諧器的寬帶CMOS低噪聲放大器設(shè)計(jì)

論文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用于單芯片fm調(diào)諧器的低噪聲放大器,放大器采用0.6umbicmos工藝實(shí)現(xiàn)。低噪聲放大器采用匹配簡單并且線性度很高的新式共基結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果顯示采用此結(jié)構(gòu)的低噪聲放大器的正向增益(s21)為24db,信號(hào)頻率范圍內(nèi)的噪聲系數(shù)(noisefigure)僅僅為2.5db。輸入3階交調(diào)點(diǎn)(ⅱp3)為-15.25db。本文中,我們將對該結(jié)構(gòu)低噪聲放大器進(jìn)行具體的分析。

設(shè)計(jì)了一種用于dvb-c射頻調(diào)諧器的寬帶低噪聲放大器。低噪聲放大器采用了負(fù)反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用于改善增益平坦度,使用agilent公司的ads軟件對電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),測試結(jié)果表明,在50~860mhz有線數(shù)字電視全波段內(nèi)獲得了10.7db的增益,增益平坦度小于1.2db,噪聲系數(shù)小于3.5db,輸入電壓駐波比小于2,輸出電壓駐波比小于2.5。

本文介紹了低噪聲放大器（lna）設(shè)計(jì)原則、方法，重點(diǎn)分析了lna的穩(wěn)定性、非線性。

給出了基于0.25μmcmos工藝的數(shù)字電視調(diào)諧芯片中寬帶低噪聲lcvco的設(shè)計(jì),通過對vco諧振網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì),顯著抑制了flick噪聲對相位噪聲的影響,使三個(gè)波段的vco的相位噪聲有了明顯改善,文中重點(diǎn)討論了中波段vco諧振網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法并給出中波段的相位噪聲的仿真和測試結(jié)果。結(jié)果顯示在中波段偏移中心頻率10k處的相噪能改善5~10dbc,整個(gè)中波段相位噪聲低于-85dbc/hz@10khz,頻率覆蓋190~530mhz。

采用0.18μmcmos工藝,針對dmb-t/h標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視調(diào)諧器應(yīng)用,設(shè)計(jì)了一個(gè)基于噪聲抵消技術(shù)的寬帶低噪聲放大器.詳細(xì)分析了噪聲抵消技術(shù)的原理,給出了寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)過程.仿真結(jié)果表明,在48～862mhz頻率范圍內(nèi)輸入輸出反射系數(shù)均小于-20db,噪聲系數(shù)低于3db,增益大于17db,1db壓縮點(diǎn)為-6dbm.在1.8v電壓下,電路功耗為10.8mw.

使用晶體管多管組合構(gòu)成甚低頻低噪聲放大器可以獲得較低的噪聲系數(shù),在深水無線電接收中有重要應(yīng)用。這種放大器噪聲電壓約為3nv/sqrt(hz),其指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)小于常用的頻譜分析儀靈敏度指標(biāo),難以實(shí)現(xiàn)直接測量。正是由于其特殊性,甚低頻低噪聲放大器噪聲系數(shù)的測量方案必須重新設(shè)計(jì)。論文詳細(xì)討論了影響低噪聲放大器噪聲系數(shù)測量的各種因素,包括阻抗匹配、射頻信號(hào)發(fā)生器的背景干擾等因素,提出了完整的測量方案及實(shí)施步驟。

提出了基于多管并聯(lián)結(jié)構(gòu)的低功耗低噪聲放大器(lna),討論了這種結(jié)構(gòu)下噪聲與功耗的相互關(guān)系,提出了低功耗lna基于"優(yōu)化區(qū)"概念的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。提出的電路具有結(jié)構(gòu)簡單對稱的特點(diǎn)。在0.35μmcmos工藝下進(jìn)行pspice仿真測試。結(jié)果表明,新的低噪聲放大器在2.5v電壓下功耗僅為110μw,等效輸入噪聲為16.5nv/hz1/2。與已發(fā)表的低噪聲放大器比較,具有明顯的低功耗特點(diǎn)。

基于jazz0.35μmsige工藝,設(shè)計(jì)了一款能夠在1.8ghz和2.4ghz不同頻段帶獨(dú)立工作的低噪聲放大器。放大器使用噪聲性能優(yōu)良的sigehbt,采用cascode結(jié)構(gòu)減少米勒效應(yīng)的影響。輸入電路采用由兩次連續(xù)的頻率變換和電路轉(zhuǎn)換得到的雙頻濾波電路,輸出端用射隨器實(shí)現(xiàn)50ω阻抗匹配。結(jié)果表明,該低噪聲放大器在1.8ghz和2.4ghz兩個(gè)工作頻點(diǎn),s21分別達(dá)到30.3db和28.3db,s22分別為-19db和-20db,噪聲分別為3.42db和3.45db。

本文采用smic0.18umcmos射頻工藝設(shè)計(jì)了基于噪聲抵消技術(shù)的低噪聲放大器(lna),并通過仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果顯示,該低噪聲放大器具有良好的噪聲性能特性,噪聲最低小于1.5db在寬頻帶內(nèi)整體噪聲小于5db,以及良好的s參數(shù),s21最高增益大于20db,s11和s22都小于-10db,適合通信技術(shù)要求。

為了降低零中頻移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧器中模擬濾波器的噪聲,提出了一種新的基于低噪聲運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的技術(shù).該技術(shù)通過對運(yùn)放共?；仞佇⌒盘?hào)等效電路的分析,采用左半平面零點(diǎn)對電路進(jìn)行穩(wěn)定性補(bǔ)償,在保證相位裕度的前提下優(yōu)化晶體管尺寸,降低低頻閃爍噪聲.仿真結(jié)果表明,同優(yōu)化前相比,該運(yùn)放在1khz處的噪聲系數(shù)降低約3.4db.應(yīng)用該技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)8階切比雪夫ii型低通濾波器,該濾波器具有2.85mhz、3.33mhz、3.8mhz3種可編程帶寬模式,在偏離帶寬1.4mhz處實(shí)現(xiàn)了45db衰減.芯片采用臺(tái)積電0.18μm混合信號(hào)1p6mcmos工藝設(shè)計(jì),面積為2.4mm×0.72mm.對電路進(jìn)行了帶版圖寄生的后仿真,結(jié)果表明濾波器的噪聲性能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.

如果知道或可以估計(jì)出一款低噪聲放大器的增益或噪聲帶寬,只使用幾只電阻和一只交流電壓表,就可以測出其它的規(guī)格(參考文獻(xiàn)1)。本例使用了johnson方程,它描述的是一只電阻所生成的噪聲量(參考文獻(xiàn)

設(shè)計(jì)了一個(gè)用于模擬衛(wèi)星電視調(diào)諧器的整數(shù)頻率綜合器.鎖相環(huán)本振輸出頻率范圍覆蓋1.25ghz到2.8ghz,參考頻率可配置為62.5khz或31.25khz.環(huán)路濾波器采用三階有源濾波器,環(huán)路帶寬為1khz.電荷泵輸出電流可配置為50μa或250μa.壓控振蕩器(vco)采用差分反饋型結(jié)構(gòu),在偏離中心頻率10khz處的相位噪聲小于-76dbc/hz.分頻器采用脈沖吞咽型結(jié)構(gòu),有15位控制位.p計(jì)數(shù)器從輸入到輸出只經(jīng)過兩個(gè)觸發(fā)器和一個(gè)邏輯門,能有效減少由多級異步分頻器產(chǎn)生的相位噪聲.電荷泵充放電電流的不匹配會(huì)惡化參考雜散,這里引入了對電流過沖不匹配的考慮,在鑒頻鑒相器(pfd)和電荷泵中加入了減少充放電電流過沖的措施.電路采用0.18μmrfcmos工藝實(shí)現(xiàn),面積1.3mm*1.5mm.

采用tsmc0.18μmrfcmos工藝設(shè)計(jì)了一種適用于dvb-t調(diào)諧器的可變增益中頻放大器。該放大器以信號(hào)相加式單元為主體電路,采用三級級聯(lián)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對數(shù)增益隨控制電壓連續(xù)、近似線性地變化和51db的增益動(dòng)態(tài)范圍。仿真結(jié)果表明,在1.8v電源電壓下,電路工作電流為30ma,3db帶寬為2-156mhz。增益調(diào)節(jié)范圍為7.4-58.4db,噪聲系數(shù)小于8.6db,輸出三階互調(diào)點(diǎn)大于0.6dbm。

熱釋電探測器的輸出信號(hào)十分微弱,使得其響應(yīng)率很低,為了提高響應(yīng)率就一定要和前置放大器連用,因此前置放大器的噪聲對響應(yīng)率的影響很大。本文從熱釋電探測器對前置放大器的要求入手,從噪聲匹配的方法、無源器件的選取以及放大器的屏蔽與接地三個(gè)角度提出如何降低前置放大器的噪聲以提高響應(yīng)率。

設(shè)計(jì)了一種滿足全雙工通信模式的功率放大器。重點(diǎn)介紹了降低輸出噪聲的設(shè)計(jì)方法,對分析指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算;同時(shí)對功率放大器熱保護(hù)電路進(jìn)行描述;最后給出了測試結(jié)果,滿足了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。該功率放大器已應(yīng)用于某全雙工通信設(shè)備且工作良好。

本文研究、設(shè)計(jì)了一個(gè)可用于mri的低噪聲前置放大器.提出了一個(gè)3元件的噪聲匹配網(wǎng)絡(luò)方案,用以變換50ω信號(hào)源阻抗為fet的最佳源阻抗,以使前置放大器的噪聲系數(shù)達(dá)到最小,并具有可觀的增益.實(shí)驗(yàn)證明前置放大器輸入端在阻抗匹配條件下可獲得最大增益但噪聲系數(shù)不小.用砷化鎵場效應(yīng)管(asga-fet)atf33143作為放大管制作的單級低噪聲前置放大器在128mhz(3t)頻率上用網(wǎng)絡(luò)分析儀(hp8712c)測量增益可以達(dá)到25db,用噪聲系數(shù)分析儀(8970b)測量的噪聲系數(shù)為0.43db.

基于0.5μmcmos工藝設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于超高頻段射頻識(shí)別系統(tǒng)讀卡器接收前端的低噪聲放大器.該電路采用帶有源極退化的單端共源共柵結(jié)構(gòu),借助cadence仿真環(huán)境完成了電路的仿真分析.仿真結(jié)果表明,在中心工作頻率922.5mhz上,電路具有良好的性能,各指標(biāo)分別為:噪聲系數(shù)(nf)0.8284db,輸出增益(s21)23.37db,輸入反射系數(shù)(s11)-36.65db,輸出反射系數(shù)(s22)-58.03db,反相隔離(s12)-44.79db,三階交調(diào)點(diǎn)(iip3)-13.1572dbm.

為了解決微弱信號(hào)檢測過程中的輸入噪聲匹配問題,文章根據(jù)低噪聲放大器的噪聲匹配特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)模型;該模型通過實(shí)時(shí)測算信號(hào)源阻抗和低噪聲放大器最佳源阻抗的變化自動(dòng)調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)參數(shù),從而達(dá)到輸入阻抗匹配的目的;仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此模型在一定程度上能較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)低噪聲放大器的噪聲匹配,穩(wěn)定性較好,解決了微弱信號(hào)檢測中因源阻抗的變化引起的放大器噪聲系數(shù)惡化、檢測靈敏度下降等問題,具有一定的工程應(yīng)用意義。

無線通信系統(tǒng)對接收機(jī)的性能提出了更高的要求。低噪聲放大器能降低系統(tǒng)的噪聲和提高接收機(jī)靈敏度,是接收系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。設(shè)計(jì)的lna應(yīng)用于接收機(jī)前端,工作頻率為2.575ghz～2.625ghz,噪聲系數(shù)小于0.9db,帶內(nèi)增益大于16db,輸入輸出電壓駐波比小于1.5。結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)理論,利用集成芯片mga632p8,完成了電路設(shè)計(jì)并通過ads2008對mga632p8的s2p模型進(jìn)行了仿真和優(yōu)化。結(jié)果表明:采用此方案設(shè)計(jì)的lna增益約為16.5db,噪聲系數(shù)約為0.7db,輸入輸出駐波比約為1.5,性能穩(wěn)定,輸入、輸出匹配良好,符合接收機(jī)對lna指標(biāo)的要求。

為了檢測光電探測中微弱的光電信號(hào),分析了放大器噪聲產(chǎn)生原因及放大器取得最小噪聲系數(shù)時(shí)對應(yīng)的最佳源電阻,采用了反相并聯(lián)放大器法及有源器件的選擇上實(shí)現(xiàn)噪聲匹配,來降低前置放大器的噪聲,對電路安裝測試表明,反相并聯(lián)10級放大器,信噪比提高3倍,提出了無源器件及電源對放大器的干擾問題的解決方法。

寬帶放大器設(shè)計(jì)

本文介紹了可變增益放大器的一些典型電路,采用0.18!m標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝設(shè)計(jì)了適用于dvb-c標(biāo)準(zhǔn)的高頻調(diào)諧器中的可變增益放大器,運(yùn)用mentor公司的eldo工具對電路進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果達(dá)到低功耗、低噪聲、寬增益范圍的設(shè)計(jì)要求。