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設(shè)計(jì)盤點(diǎn):CDMA基站中低噪聲放大電路

發(fā)布時(shí)間:2015-03-19 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】低噪聲放大器是基站接收機(jī)中的關(guān)鍵器件之一;本文采用安捷倫公司的先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)與A TF54143 ,通過對(duì)噪聲系數(shù)與輸入回波損耗的折中設(shè)計(jì),進(jìn)行共軛匹配,成功設(shè)計(jì)出低噪聲放大器。得到了最終的版圖并且對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,并經(jīng)過高低溫與差異性測(cè)試,證明其完全能應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中。
 
隨著移動(dòng)通信的普及,移動(dòng)通信設(shè)備商之間競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈;各大通信巨頭為了搶奪市場(chǎng),不斷提高基站的性能,降低基站的價(jià)格;低噪聲放大器是基站接收機(jī)的第一級(jí),看到低噪聲放大器位于接收機(jī)的最前端,因此對(duì)基站接收機(jī)來說,低噪聲放大器是十分關(guān)鍵的部件,它直接影響到整個(gè)接收鏈路的信噪比,對(duì)提高基站靈敏度有決定性影響。
  
安捷倫公司的A TF54143 是一種增強(qiáng)型偽高電子遷移率晶體管,不需要負(fù)柵極電壓,與耗盡型管相比較,可以簡(jiǎn)化排版而且減少零件數(shù),該晶體管最顯著的特點(diǎn)是低噪聲,并具有高增益、高線性度等特性,他特別適用于工作頻率范圍在450 MHz ~6 GHz 之間的蜂窩/ PCS/WCDMA基站、無線本地環(huán)路、固定無線接入和其他高性能應(yīng)用中的第一階和第二階前端低噪聲放大器電路中。
  
1.1 晶體管模型低噪聲放大器
  
通常會(huì)在源極加電感來增加穩(wěn)定性,穩(wěn)定性設(shè)計(jì)對(duì)于任何放大器都是必需的,沒有設(shè)計(jì)成絕對(duì)穩(wěn)定的放大器不能應(yīng)用到產(chǎn)品中去的;影響低噪聲放大器穩(wěn)定性的因素有很多,其中源極電感是其中之一。
未加源極電感的FET 等效原理圖
圖2未加源極電感的FET 等效原理圖
添加源極電感的FET 等效圖
圖3 添加源極電感的FET 等效圖
  
加入源極電感不僅改善穩(wěn)定性,也能改善輸入輸出匹配與噪聲系數(shù),是設(shè)計(jì)低噪聲放大器非常重要的方法。
  
1.2 電路原理圖
  
根據(jù)原理圖,利用ADS 對(duì)電路進(jìn)行S 參數(shù)仿真,為了提高仿真的準(zhǔn)確性,電路元器件都采用了廠商提供的等效模型,同時(shí)將Rogers 的板材特性參數(shù)代入微帶線模型中。圖4 是用于ADS 的仿真原理圖。
仿真原理圖
圖4 仿真原理圖
  
通過ADS 仿真及最后的實(shí)際電路測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)該低噪聲放大器能夠較好的滿足設(shè)計(jì)要求。圖5是實(shí)際測(cè)試結(jié)果圖。圖中可以看出,實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果比較一致。
  
低噪聲放大器是基站接收機(jī)中的關(guān)鍵器件之一; 本文采用安捷倫公司的先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)與A TF54143 ,通過對(duì)噪聲系數(shù)與輸入回波損耗的折中設(shè)計(jì),進(jìn)行共軛匹配,成功設(shè)計(jì)出低噪聲放大器。其工作頻段的性能參數(shù)為:噪聲系數(shù)為0185 ,P1 dB約為16 dBm ,輸入回波損耗大于20 ,輸出回波損耗大于14 ,增益保持在18 dB 以上。得到了最終的版圖并且對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,并經(jīng)過高低溫與差異性測(cè)試,證明其完全能應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中,目前準(zhǔn)備應(yīng)用于杭州某通信公司的產(chǎn)品中。
 
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