第2章低噪声放大器.pptVIP

2．1 引言 低噪声放大器在接收通道中的作用与位置 2．1 引言 LNA的主要特点 1、要求LNA有较低的噪声系数 2、要求LNA有一定的功率增益 3、要求LNA具有足够的线性范围 4、LNA的匹配问题 2．2 晶体管高频小信号模型2．2．2 场效应管小信号模型 2．3 LNA主要指标 1、功耗 在保证放大器指标的前提下，适当减小偏置电流 2、噪声系数 结论：对于无源互易网络，其损耗等于噪声系数 2．3 LNA主要指标 例1 某CDMA移动台射频前端收发系统，其信号带宽BN为1.23MHz，接收灵敏度S(dBm)为-117dBm，输出信噪比D为11dB。 求 1) 接收系统的噪声系数； 2) 若天线开关损耗为0.5dB，收发双工器损耗为 3.5dB，LNA的噪声系数控制在多少才能保证整个接收机的性能？ 2．3 LNA主要指标 3、动态范围 动态范围通常定义为接收电路在能保证输出信号质量情况下，最大输入电平与最小输入电平的比值。 SFDR (dB) = Smax(dBm) - Smin (dBm) ■ 例2.3.2　某接收机的前端LNA噪声系数NF=3dB，输入三阶互调阻断点IIP3 = -20dBm，带宽B = 1MHz。若要求输出信噪比D为12dB， 求LNA的无失真动态范围SFDR。 2．3 LNA主要指标 4、LNA的匹配 LNA与信号源的匹配是非常重要的，由匹配方式决定了LNA的拓扑结构：功率匹配与噪声匹配。 5、增益及增益控制 6、线性度 LNA输入信号动态范围可以用线性动态范围IERD表示 定义为：1dB压缩点电平与灵敏度之比 (两个参数分贝之差) 2．4 单管低噪声放大器 2．4．1双极型三极管共射极高频小信号电路分析 2．4 单管低噪声放大器 2．4．1双极型三极管共射极高频小信号电路分析 2．4 单管低噪声放大器 2．4．2 场效应管共源极高频小信号电路分析 2．4 单管低噪声放大器 2．4．2 场效应管共源极高频小信号电路分析 2．4 单管低噪声放大器 2．4．2 场效应管共源极高频小信号电路分析 2．5 集成宽带低噪声放大器2．5．1 组合LNA电路 1) 双极型晶体管组合电路 2．5 集成宽带低噪声放大器2．5．1 组合LNA电路 2)场效应管共源－共栅电路 2．5 集成宽带低噪声放大器2．5．2 集成LNA电路 *2．6 LNA的噪声匹配 双端口网络噪声匹配 2．6 LNA的噪声匹配2．6．1 双端口网络噪声匹配 2．6 LNA的噪声匹配2．6．1 双端口网络噪声匹配 2．6 LNA的噪声匹配2．6．1 双端口网络噪声匹配 2．6 LNA的噪声匹配2．6．2 双极型LNA的匹配 2．6 LNA的噪声匹配2．6．2 双极型LNA的匹配 例2.6.1 当共射放大器的射极电流Ic = 1mA, β = 100, rbb’ = 50Ω,求最佳源阻抗Rs(opt)和最小噪声系数NF。 2．6 LNA的噪声匹配2．6．2 双极型LNA的匹配 为了达到最小噪声系数和50Ω阻抗匹配，在双极型LNA的发射极串联一个电感 . 2．6 LNA的噪声匹配2．6．3 MOS　LNA的匹配 与BJT管类似，对于一个MOSFET，产生最小噪声系数的信号源阻抗特性应是电感性的，且一般来说与使功率传输最大的条件无关。 如果选择适当的输入导纳，使其实部为2CL /(gmCF) = 50Ω就可以达到阻抗匹配的目的，但这样的拓扑结构在工作频率较高时电压增益比较低，无实用价值。 2．6 LNA的噪声匹配2．6．3 MOS　LNA的匹配 2．7 LNA设计举例2．7．1 双极型LNA 单端双极型LNA 2．7 LNA设计举例2．7．1 差分MOS LNA 本章要点 1、晶体管高频小信号模型，LNA的主要指标，噪声系数和动态范围，包括基底噪声的计算，NFt与灵敏度S(dBm)的关系，动态范围SFDR和IEDR的计算；BJT和FET放大电路的分析。 2、集成宽带放大器原理，BJT组合放大电路的高频特点，FET共源－共栅放大电路特点，以及集成LNA的电路结构。 *3、LNA的噪声匹配原理，使得噪声因数最小的匹配原则是Bs = -Bc，最小噪声因数Fmin和最佳源阻抗Rs(opt)的计算方法。MOSLNA的四种输入匹配电路结构的特点，