数字电视调谐器前级系统宽带低噪声放大器研究与设计.pdfVIP

摘要 摘要 随着科学技术的进步，有线广播电视网正向数字化、网络化、产业化方向发展， 我国的有线电视数字化进程也不断加快。数字电视是指采用数字技术将活动图像和 声音等信号加以处理、压缩、编码，经存储或实时广播后，供用户接收、播放的电 视系统。系统的各个环节，包括从演播室节目制作，到处理、传送、存储/传输，直 至接收、显示等过程都采用数字信号。与传统的模拟电视相比，数字电视在图像和 声音质量两方面都有重大改进。全世界都在从模拟传输到数字传输转变，数字电视 面临重大机遇，我国政府也高度重视广播影视数字化工作，并把它列入了国家中长 期科技发展的规划里。根据我国数字电视发展的规划，将于2010 年全面实现数字电 视广播，2015 年停止模拟电视信号的传播。 数字电视调谐器是数字电视接收机的前置级部件，在数字电视技术中占有十分 重要的地位。它的主要作用是对电视信号进行接收、放大、变频、滤波、A/D 变换 等。随着现代移动通信技术的飞速发展和市场需求的不断提高，对射频接收机中电 路，如低噪声小信号放大器，发射机的高频功率放大器以及各种滤波电路，提出了 更高的要求，通常接收机中的前端射频电路模块要求低成本、低功耗、低噪声。 低噪声放大器是射频接收机前端的主要部分之一，其位于接收机的前端，有线 电视信号经由有线电缆传入，首先经过低噪声放大器，所以低噪声放大器的性能直 接影响整个接收机的性能，它的作用是在尽可能少引入噪声的条件下对接收的微弱 信号进行放大。低噪声、低功耗、合适的增益、输入输出匹配是低噪声放大器的主 要设计要求，其中噪声系数最为重要。较低的噪声系数会给后级系统的设计留下较 大的裕量，同时，低噪声放大器一般通过传输线直接和天线或天线滤波器相连，为 了得到较好的性能，放大器的输入输出端必须实现阻抗匹配。由于数字有线电视的 输入信号最小为45dBuV （-62dBm ），最高为75dBuV （-32dBm ），后级混频器的输 入信号亦不能过高，即前级模块的增益也不宜过高，同时前级增益的变化可以由自 动增益控制放大器完成，所以低噪声放大器亦不需要过高的增益。 本文首先介绍数字有线电视相关的背景知识，并给出研究目的，确定研究方向。 其次，介绍调谐器的主要参数，并对当前数字电视调谐器的主要架构进行详细地比 III 数字电视调谐器前级系统宽带低噪声放大器研究与设计 较，分析各种架构的优缺点，确定了本次设计的架构。然后着重介绍数字电视调谐 器前级系统低噪声放大器的性能参数并给出具体的设计方法，最后按照数字电视调 谐器系统的要求，对前级低噪声放大器进行了分析与设计，包括晶体管模型的提取, 直流参数的选取,低噪声放大器稳定性的分析与设计,噪声系数的设计,增益的设计 等。本文采用安捷伦公司的Advanced System Design 2006A 仿真软件完成电路设计 的仿真工作，仿真结果表明本次设计满足系统的要求。 关键词：调谐器，接收机，系统架构，低噪声放大器 IV Abstract Abstract With the rapid development of science technology, cable TV broadcast tends to be digital, network and industrial. China is also accelerating the digital process of cable TV. Digital TV refers to the television system that is use of digital technology to process, compress and encode the images and sound signal and then storage or real-t