基于ADS的通信設備低噪聲放大器改進設計與仿真
在某些噪聲系數要求極高的系統中,由于噪聲系數很小,用噪聲系數表示不方便,通常采用噪聲溫度表示,則噪聲溫度Te與噪聲系數NF的換算關系:

式中,T0為環境溫度,通常為290 K。
2.2 功率增益
對于實際的低噪聲放大器,功率增益通常是指信源和負載都是50 Ω標準阻抗情況下實測的增益。即先測出沒有放大器時輸出的功率P1,連接有加入放大器后再測量輸出的功率P2,則功率增益G=P2/P1。
噪聲最佳匹配情況下的增益稱為相關增益。噪聲最佳匹配點并非最大增益點,一般相關增益比最大增益低2~4 dB。低噪聲放大器的增益應適中,增益太大導致下級混頻器輸入過大而失真;增益太小不利于抑制后續各級放大器噪聲。這是由于在多級放大器噪聲系統中,噪聲系數表達式為:

式中,NFn為第n級放大器的噪聲系數,Gn為第n級放大器的增益。
當增益G1和G2足夠大時,整機的噪聲系數接近第一級的噪聲系數。因此系統前端的低噪聲放大器對整個系統的噪聲系數大小起決定作用。
2.3 穩定性
低噪聲放大器能夠正常工作必須滿足的首要條件之一是其在工作頻段內的穩定性,否則會產生自激振蕩。穩定性取決于晶體管的S參數和輸入輸出網絡的反射系數。當晶體管確定工作頻率和偏置,也就是晶體管的S參數成為定值后,只要滿足式(8)~式(9),則晶體管絕對穩定。如果不滿足絕對穩定狀態,通過增加穩定電路設計使晶體管工作在穩定狀態。

式中,K為Rollett穩定因數。
2.4 動態范圍
動態范圍是指低噪聲放大器輸入信號允許的最小和最大功率的范圍。動態范圍的上限由最大可接收的信號失真決定,動態范圍的下限取決于噪聲性能。為了避免大信號輸入時產生非線性失真,一般應選擇低噪聲放大器的輸入三階交調點IIP3較高一點,至少比最大輸入信號高30 dB。
評論