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基于反馈技术的宽带低噪声放大器的设计

发布时间:2020-06-30 16:27:58 阅读: 来源:体重秤厂家

低噪声放大器是通信、雷达、电子对抗及遥控遥测系统中的必不可少的重要部件,它位于射频接收系统的前端,主要功能是对天线接收到的微弱射频信号进行线性放大,同时抑制各种噪声干扰,提高系统的灵敏度。特别是随着通信、电子对抗、微波测量等向着宽频带、低噪声、小型化方向发展,放大器的低噪声和宽频带设计问题得到了越来越广泛的重视。这里给出了一个50~300 MHz的低噪声宽带放大器的设计,该放大器在工作频段内具有优良的增益平坦度和噪声系数,能提高接收机的灵敏度。

本文引用地址: 宽带实现和负反馈原理

宽带放大器设计的主要障碍是有源器件的增益带宽积的制约,即有源器件的增益在频率高端随着频率的增加以6 dB/倍频程下降。宽带放大器常用的设计方法有:平衡结构式放大器,负反馈式放大器,有源匹配电路,电抗网络匹配,宽带电阻匹配,分布式放大器等。其中负反馈式放大器具有如下明显的优点:降低整个电路对晶体管自身性能变化的敏感度;获得较好的输入阻抗匹配和较低的噪声系数;增大工作频带内放大器的稳定性;增加放大器的线性度等。因此,负反馈技术被广泛地运用于宽带放大器的设计当中。

采用负反馈技术的放大器如图1所示。

图1 负反馈式放大器

其中栅极和漏极之间的反馈网络由电容、电阻和电感组成。其中电容的作用是防止反馈网络对晶体管的直流偏置产生影响;电感的作用是减少放大器在频率高端的反馈量,抵消放大器的增益随频率增加而降低,通过调节电感的大小可以调节放大器增益的平坦度。电阻起主要反馈作用,通过调节电阻值的大小可以调节反馈量的多少。同时当反馈电阻时,放大器可以获得良好的阻抗匹配。

2 偏置电路和稳定因子

2.1 偏置电路

放大器的偏置电路如图2所示。图2中电感L1和L2是射频扼流圈(RFC);电容C1-C4为电源滤波电容;R3可由公式(1)推得:

其中DS I 是漏电流, BB I 是流经R1/R2 分压器网络的电流。R1和R2 可由式(2)和式(3)推得:

图2 放大器的偏置电路

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