低噪声放大器实验

微波低噪声放大器的原理与设计实验报告一、实验的那些小前奏。

家人们！今天咱来唠唠这个微波低噪声放大器的原理与设计实验。

一开始听到这个名字的时候，我就感觉它好高大上啊，就像那种在科学云端漫步的东西。

不过呢，当真正开始接触这个实验，就发现它其实也像个调皮的小怪兽，有点难搞，但又特别有趣。

二、啥是微波低噪声放大器呀。

那咱得先搞明白这个微波低噪声放大器是个啥玩意儿。

简单来说呢，它就像是一个超级贴心的小助手，在微波信号处理这个大舞台上发挥着重要的作用。

在我们周围，到处都有微波信号，就像空气中的小精灵一样。

但是呢，这些信号往往会夹杂着噪声，就像小精灵里面混进了一些捣蛋鬼。

这个微波低噪声放大器呢，它的本事就是在放大这些微波信号的同时，尽可能地把那些捣蛋的噪声给压制住，让我们能得到比较纯净又被放大了的信号。

想象一下，如果把微波信号比作是一场音乐会的演奏声，噪声就是那些在台下叽叽喳喳的杂音。

这个放大器就像是一个超棒的音乐厅管理员，它把演奏声放大，让每个角落都能听到美妙的音乐，同时把那些杂音都给屏蔽掉，让大家可以享受纯粹的音乐盛宴。

三、实验原理的探索之旅。

那这个放大器为啥能做到这样神奇的事情呢？这就涉及到它的原理啦。

它的内部就像是一个精心设计的小迷宫，里面有着各种各样的电子元件，像晶体管之类的。

这些元件就像是小迷宫里的小关卡，微波信号和噪声在里面穿梭的时候，就会受到不同的对待。

对于微波信号来说，这个小迷宫就像是为它量身定制的绿色通道。

通过巧妙地设置晶体管的工作状态，还有电路的一些参数，就可以让微波信号顺利地通过这些关卡，并且在通过的过程中被放大。

就好像小信号是一个小探险家，在这个友好的迷宫里越走越强壮，不断地成长变大。

而对于噪声呢，这个迷宫可就没那么友好啦。

因为噪声的一些特性和微波信号是不一样的，所以在经过那些关卡的时候，就会受到各种阻碍和削减。

比如说，通过合理地选择晶体管的类型和电路的结构，可以让噪声在某些地方就被消耗掉，就像小捣蛋鬼在迷宫里不断地碰壁，最后被削弱得没什么力气了。

实验七微波低噪声放大器的设计与测量一、实验目的1.了解射频放大器的基本原理与设计方法。

2.利用实验模块实际测量以了解放大器的特性。

3.学会使用微波软件对射频放大器的设计并分析结果。

二、预习内容1．熟悉放大器原理等理论知识。

2．熟悉放大器设计相关理论知识。

三、实验设备四、理论分析一个射频晶体放大器电路可分为三大部分：二端口有源电路、输入匹配电路及输出匹配电路，如图4-1所示。

一般而言，二端口有源电路采用共射极（或共源极）三极管（BJT、FET）电路，此外，还包括直流偏压电路。

而输入匹配电路及输出匹配电路大多采用无源电路，即利用电容、电感或传输线来设计电路。

一般放大器电路，根据输入信号功率不同可以分为小信号放大器、低噪声放大器及功率放大器三类。

而小信号放大器依增益参数及设计要求，可分成最大增益及固定增益两类。

而就S参数设计而言，则可有单向设计及双边设计两种。

本单元仅就小信号放大器来说明射频放大器之基本理论及设计方法。

（一） 单边放大器设计（Unilateral Amplifier Design ）所谓单边设计即是忽略有源器件S 参数中的S 12，即是S 12=0。

此时可得： ΓIN = S 11 及 ΓOUT = S 22 则放大器之单边转换增益(Unilateral Transducer Gain,G TU )为：L O S TU G G G G =其中 222222121121111LLL O SSSS G S G S G Γ-Γ-==Γ-Γ-=假若电路又符合下列匹配条件：ΓS = S 11* 及 ΓL = S 22*则可得到此放大器电路之最大单边转换增益(Maximum Unilaterla Transducer Gain,G TU,max )：222221211max ,1111S S S G TU -⋅⋅-=（二） 双边放大器设计(Bilateral Amplifier Dseign)双边设计即是考虑有源器件S 参数中的S 12，即是S 12≠0。

微波电路CAD射频实验报告姓名班级学号声放大器的设计制作与调试低噪实验一的验目一、实的工作原理及设计方法。

（一）了解低噪声放大器进行微波有源电路的设计，优化，仿真。

件ADS 软（二）学习使用的制作及调试方法。

器（三）掌握低噪声放大二、实验内容（一）了解微波低噪声放大器的工作原理。

（二）使用 ADS 软件设计一个低噪声放大器，并对其参数进行优化、仿真。

（三）根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。

（四）对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。

三、实验步骤及实验结果（一）晶体管直流工作点扫描1、启动软件后建立新的工程文件并打开原理图设计窗口。

2、选择 File——New Design…进入下面的对话框；3、在下面选择 BJT_curve_tracer，在上面给新建的 Design 命名，这里命名为BJTCurve；4、在新的 Design 中，会有系统预先设置好的组件和控件；5、如何在 Design 中加入晶体管；点击，打开元件库；6、选择需要的晶体管，可以点击查询；7、对 41511 的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型；8、以 sp 为开头的是 S 参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描；9、选择 pb 开头的模型，切换到 Design 窗口，放入晶体管，按 Esc 键终止当前操作。

10 对 41511 的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型11、以 sp 为开头的是 S 参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描12、选择 pb 开头的模型，切换到 Design 窗口，放入晶体管，按 Esc 键终止当前操作。

仿真原理图BJT Curve 1 图一个窗口，该窗口会现实仿真或者优化的键，开始仿真，这时会弹出13、按Simulate过程信息。

如果出现错误，里面会给出出错信息，应该注意查看。

、仿真结束，弹出结果窗口，如下页图。

注意关闭的时候要保存为适宜的名字。

低噪声放大实验技术的电路设计与噪声测量方法引言：在电子领域中，噪声一直是一个令人头疼的问题。

尤其在放大器设计中，噪声的存在对信号品质产生不可忽视的影响。

为了提高放大器的性能和减少噪声的影响，低噪声放大器设计技术得到了广泛的研究与应用。

本文将介绍低噪声放大实验技术的电路设计以及常用的噪声测量方法。

一、低噪声放大器电路设计1. 噪声源识别在进行低噪声放大器设计之前，首先需要识别噪声的来源。

在放大器中，噪声主要有热噪声、亚瑟贝克效应和1/f噪声等。

了解噪声源的类型可以有针对性地进行电路设计和噪声分析。

2. 选择低噪声元件在放大器电路中，选择低噪声元件是实现低噪声放大的重要步骤。

例如，低噪声管可以在前置放大器中使用，而噪声系数较小的电阻器则可以在电路中使用。

3. 优化电路布局电路的布局也对噪声性能产生影响。

在电路设计中，应尽量避免元件之间的相互干扰，减少电流回路的面积。

同时，还可以采取屏蔽措施，减少外界干扰对电路的影响。

4. 运用差动对抗共模噪声技术差动对抗共模噪声技术是一种常用的低噪声放大器设计方法。

通过在电路中引入差动对抗结构，可以有效抑制共模噪声的影响，提高信号的纯净度。

5. 使用负反馈技术负反馈技术在放大器设计中被广泛应用。

通过引入负反馈回路，可以降低放大器的噪声系数，提高整体的信噪比。

在设计中，合理选择反馈系数和优化反馈回路的参数是关键。

二、噪声测量方法1. 噪声功率谱密度测量噪声功率谱密度是描述噪声分布频率特性的重要参数。

常用的测量方法是通过谱分析仪进行，将信号输入到谱分析仪中，然后读取噪声功率谱密度曲线。

此方法适用于分析噪声的频域分布特性。

2. 噪声参数测量常见的噪声参数包括噪声系数、亚瑟贝克系数和1/f噪声系数等。

测量方法主要通过连接噪声源和测量设备，例如噪声系数测量器，对噪声参数进行测量并记录结果。

3. 热噪声测量热噪声是放大器中最主要的噪声源之一，测量方法通常是通过连接热阻或热电偶等元件，将其输入到噪声测量装置中进行测量。

低噪声放大器测试方法1.引言1.1 概述低噪声放大器是一种在电子设备中广泛应用的重要组件，其主要功能是放大输入信号并保持较低的信号噪声水平。

在很多应用领域中，特别是在通信系统、雷达系统和传感器等领域中，低噪声放大器的性能对整个系统的工作稳定性和灵敏度起着至关重要的作用。

低噪声放大器的设计目标是在尽可能放大输入信号的同时，尽量减少额外的噪声引入。

这就要求设计人员在选择合适的材料、电路拓扑和组件参数时，综合考虑放大器的增益和噪声性能。

为了确保低噪声放大器的工作稳定性和可靠性，需要对其进行严格的测试和评估。

本文将介绍低噪声放大器测试的方法。

首先，我们将详细讨论测试方法的选择标准，包括测试设备的选择、测试环境的搭建以及测试参数的设置等。

然后，我们将介绍常用的低噪声放大器测试方法，包括噪声系数测试、增益测试和输入输出阻抗测试等。

针对每种测试方法，我们将详细介绍其原理、测试步骤以及数据分析方法。

通过本文的学习，读者将能够全面了解低噪声放大器测试的方法和技巧，能够准确评估和验证低噪声放大器的性能。

同时，本文还将提供一些实用的测试经验和建议，帮助读者在实际应用中更好地设计和应用低噪声放大器。

综上所述，本文旨在为读者提供关于低噪声放大器测试方法的详细介绍，帮助读者掌握低噪声放大器测试的技巧，提高低噪声放大器的设计和应用水平。

1.2 文章结构文章结构的设计是为了让读者能够清晰地了解整篇文章的组织和内容安排。

本文的结构主要包括引言、正文和结论三个部分。

引言部分（1.1）首先会对低噪声放大器进行概述，介绍该技术的基本概念和应用领域。

接下来，会简要介绍文章的结构，包括每个部分的内容和组织方式。

最后，会明确本文的目的，即介绍低噪声放大器的测试方法。

引言部分的目的是引起读者的兴趣，提供一个整体的框架，帮助读者了解本文的主要内容。

正文部分（2.1和2.2）是本文的重点，将详细介绍低噪声放大器的定义、重要性和基本原理。

在2.1部分，会详细解释低噪声放大器的概念，并探讨其在实际应用中的重要性和优势。

微波电路 CAD 射频实验报告姓名班级学号实验一低噪声放大器的设计制作与调试一、实验目的（一）了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。

（二）学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计，优化，仿真。

（三）掌握低噪声放大器的制作及调试方法。

二、实验内容（一）了解微波低噪声放大器的工作原理。

（二）使用ADS软件设计一个低噪声放大器，并对其参数进行优化、仿真。

（三）根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。

（四）对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。

三、实验步骤及实验结果（一）晶体管直流工作点扫描1、启动软件后建立新的工程文件并打开原理图设计窗口。

2、选择File——New Design…进入下面的对话框；3、在下面选择BJT_curve_tracer，在上面给新建的Design命名，这里命名为BJT Curve；4、在新的Design中，会有系统预先设置好的组件和控件；5、如何在Design中加入晶体管；点击，打开元件库；6、选择需要的晶体管，可以点击查询；7、对41511的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型；8、以sp为开头的是S参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描；9、选择pb开头的模型，切换到Design窗口，放入晶体管，按Esc键终止当前操作。

10对41511的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型11、以sp为开头的是S参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描12、选择pb开头的模型，切换到Design窗口，放入晶体管，按Esc键终止当前操作。

图1 BJT Curve仿真原理图13、按Simulate键，开始仿真，这时会弹出一个窗口，该窗口会现实仿真或者优化的过程信息。

如果出现错误，里面会给出出错信息，应该注意查看。

14、仿真结束，弹出结果窗口，如下页图。

注意关闭的时候要保存为适宜的名字。

另外图中的Marker是可以用鼠标拖动的。

由于采用的是ADS的设计模板，所以这里的数据显示都已经设置好了。

低噪声放大器实验（虚拟实验）一、实验目的（1）了解低噪声放大器的工作原理；（2）掌握双极性体管放大器的工程设计方法；（3）掌握低噪声放大器基本参数的测量方法；（4）熟悉Multisim软件的高级分析功能，分析高频电路的性能。

二、实验原理低噪声放大器是射频接收前端的关键器件，其主要作用是提供足够的增益将来自接收天线的微弱信号放大从而抑制后级电路的噪声影响。

相较于普通的放大器，LNA有较低的噪声系数、一定的功率增益、足够的线性范围、良好的噪声匹配特性。

一个双极性晶体管LNA的小信号模型如图1所示。

其主要参数有发射结的结电阻r b’e、发射结电容C b’e、集电结电容C b’c、基极电阻r bb’、g m U b’e、特征频率f T等。

图1为了改善噪声性能，LNA需设计匹配噪声匹配网络。

常见的匹配网络有并联共源结构、并‐串反馈式结构、共栅式结构、源极反馈式等。

三、实验内容（一）1MHz LNA1、电路结构1MHz LNA的电路图如图2所示。

根据电路原理图，选取相应的器件，构成试验电路。

在放大器的输入端加入输入信号U i后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反幅值被放大了的输出信号U o，实现电压放大。

图2如图3所示，在器件工具条上选择左起第一个按钮，选择输入信号U i。

图3如图4所示，选择“AC Power”作为输入信号，置于晶体管U1的栅极与地之间。

图4双击AC_Power 图标，出现如图5所示的对话框。

改动对话框中的相关设置可以改变幅值频率偏置电压等。

Voltage(RMS)选择5mV，Frequency选择1MHz，设置完毕点击“OK”。

图52、直流分析在进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被置零，电容开路，电感短路。

如图6所示，单击菜单Simulate→Analysis—DC Operating Point选项将弹出对话框。

该对话框有Output、Analysis Options、Summary 共三个选项，如图7所示。

射频技术及其应用实验报告系（院）：信息与通信工程学院专业：通信工程班级：通信 1 0 - 2BF实验内容：低噪声放大器设计与仿真姓名：学号：序号：完成日期： 2 0 1 3 年 1 2 月 1 5日一、低噪声放大器设计与仿真1、基本原理放大器可分为低噪声放大器、高增益放大器、中功率放大器和大功率放大器。

电路组态按工作点的位置一次分为A类、B 类、C 类3种。

A类放大器用于小信号、低噪声，通常用作接收机前端放大器和功率放大器或功率放大器的前级放大。

B类和C类放大器电源效率高，输出信号谐波成分高，需要有外部混合电路或滤波电路。

低噪声放大器，噪声系数很低的放大器。

一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。

在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。

2、主要技术指标1）频率范围2）增益3）噪声系数4）动态范围3 低噪声放大器设计原则1）放大器中放大管的选择2）I/O匹配电路的设计原则3）电路中需要注意的一些问题4）低噪声放大器方便的设计手段5）同行业低噪声放大器的发展水平二、低噪声放大器的设计1、晶体管直流工作点扫描（1）创建一个新项目①启动ADS2009，选择MainWindows.②执行菜单命令，按照提示选择项目保存的路径和输入文件名。

③单击OK按钮，创建新项目。

④单击，新建电路原理图窗口，开始设计滤波器。

（2) 选择 Sources- Ti m e s D om ai n类→选择控件→放置到原理图中→双击修改属性使Vdc=VCE→选择控件→放置到原理图中→双击修改属性使I dc =IBB。

（3) 选择PtobeComponent s 类→选择控件放置到原理图中→在工具栏中选取单击图标→查找元件pb_ph_AT41511_19950125放置到原理图中。

（4)选择→选择控件放置到原理图中，双击修改属性。