最后是对于这次设计的总结。
2 低噪声放大器的主要性能指标
2.1 噪声系数NF
放大器的噪声系数NF定义如下:
式中,NF为射频/微波器件的噪声系数;Sin,Sout为输入端和输出端的信号功率,Nin,Nout为输入端和输出端的噪声功率。
噪声系数的物理意义是,信号通过放大器后,由于放大器自己也会产生噪声,就会使信噪比变坏,信噪比下降的倍数就是噪声系数。并且噪声系数经常用的表示方法是分贝数表示法,此时
对单级放大器来说,噪声系数计算公式是:
其中,NFmin为最小噪声系数,是由于放大器本身决定的;Γopt为获得最小噪声系数时的最佳源反射系数,Rn为晶体管等效噪声电阻,Γs为晶体管输入端的源反射系数。
对于多级放大器,它的噪声系数为:
式中,NFn为第n级放大器的噪声系数;Gn为第n级放大器的增益。
在某些噪声系数要求特别高的系统,由于噪声系数很小,用噪声系数表示很不方便,常用噪声温度来表示:
式中,k为玻尔兹曼常量 ;Te是有效温度,单位为K:B:带宽,单位为Hz。
2.2 放大器增益G
在设计中,增益表示的是传输给负载ZL的平均功率与信号源最大资用功率之比:
增益一般在阻性信号源和端接阻性负载的情况下定义,这说明信号源的资用功率都给了负载。放大器的资用功率经输出口适当匹配提供给终端,并且增益的值通常是在固定的频率点上测到的,又由于大多数放大器的增益—频率曲线的不平坦性,因此还必须说明增益的平坦度。
低噪声放大器主要是按照噪声最佳匹配进行设计的。噪声的最佳匹配点并不是最大增益点,因此增益G要下降。噪声在最佳匹配情况下的增益称为相关增益。通常,相关增益比最大增益大概低2~4dB。
2.3 増益、噪声和动态范围之间的关系
接收系统增益确定后,就要对增益进行分配。增益分配一开始要考虑接收机系统的噪声系数。一般情况下,低噪声放大器的增益大一些,可以减小放大器之后的元器件对于系统的噪声的影响。但是,低噪声放大器的增益如果太高,又会影起后级混频器的失真和接收机的动态范围。
ADS低噪声放大器的设计与仿真(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_65448.html