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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。
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。
低噪声放大器的两种设计方法与低噪声放大器设计实例低噪声放大器的两种设计方法低噪声放大器（LNA）是射频收发机的一个重要组成部分，它能有效提高接收机的接收灵敏度，进而提高收发机的传输距离。
因此低噪声放大器的设计是否良好，关系到整个通信系统的通信质量。
本文以晶体管ATF-54143为例，说明两种不同低噪声放大器的设计方法，其频率范围为2～2．2 GHz；晶体管工作电压为3 V；工作电流为40 mA；输入输出阻抗为50 Ω。
1、定性分析1.1、晶体管的建模通过网络可以查阅晶体管生产厂商的相关资料，可以下载厂商提供的该款晶体管模型，也可以根据实际需要下载该管的S2P文件。
本例采用直接将该管的S2P文件导入到软件中，利用S参数为模型设计电路。
如果是第一次导入，则可以利用模块S-Params进行S参数仿真，观察得到的S参数与S2P文件提供的数据是否相同，同时，测量晶体管的输入阻抗与对应的最小噪声系数，以及判断晶体管的稳定性等，为下一步骤做好准备。
1.2、晶体管的稳定性对电路完成S参数仿真后，可以得到输入／输出端的mu在频率2～2．2 GHz之间均小于1，根据射频相关理论，晶体管是不稳定的。
通过在输出端并联一个10 Ω和5 pF的电容，m2和m3的值均大于1，如图1，图2所示。
晶体管实现了在带宽内条件稳定，并且测得在2．1 GHz时的输入阻抗为16．827-j16．041。
同时发现，由于在输出端加入了电阻，使得Fmin由0．48增大到0．573，Γopt为0．329∠125．99°，Zopt=（30．007+j17．754）Ω。
其中，Γopt是最佳信源反射系数。
1.3、制定方案如图3所示，将可用增益圆族与噪声系数圆族画在同一个Γs平面上。
通过分析可知，如果可用增益圆通过最佳噪声系数所在点的位置，并根据该点来进行输入端电路匹配的话，此时对于LNA而言，噪声系数是最小的，但是其增益并没有达到最佳放大。
因此它是通过牺牲可用增益来换取的。
低噪放匹配调试方法
低噪放匹配调试方法是电子工程领域中常见的一种技术，它主要用于提高低噪声放大器的性能和减少噪声。
在这篇文章中，我们将介绍低噪放匹配调试方法的基本原理和步骤。
低噪放匹配调试方法是一种通过调整电路元件来匹配低噪声放大器的输入和输出阻抗，从而提高其性能的方法。
该方法通常需要使用一些特殊的测试设备，例如网络分析仪、信号源、功率计等。
首先，进行低噪声放大器的基本测试，包括输入输出阻抗、增益和噪声等参数的测量。
然后，根据测试结果，选择合适的匹配电路，例如匹配网络、滤波器等，并进行电路设计和仿真。
接下来，进行匹配电路的实际制作和安装。
在制作匹配电路时，需要注意电路元件的质量和精度，以及电路布局的合理性。
在安装匹配电路时，需要注意电路连接的可靠性和防止干扰的措施。
然后，进行匹配电路的调试和优化。
在调试过程中，需要使用测试设备对匹配电路进行测试，并根据测试结果进行电路调整。
在优化过程中，需要对电路参数进行进一步优化，以达到更好的性能。
最后，进行低噪声放大器的综合测试和验证。
在综合测试中，需要对整个系统进行测试，并对系统性能进行评估。
在验证过程中，需要对系统性能进行验证，并与设计要求进行比较。
总之，低噪放匹配调试方法是一种重要的技术，在电子工程领域中得到了广泛应用。
通过该方法可以提高低噪声放大器的性能，减少噪声，并为其他电子系统的设计提供参考。
低噪声放大器的设计与仿真(总13页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除低噪声放大器的设计要求 (3)低噪声放大器的设计 (3)一、直流分析与偏置电路设计 (3)二、稳定性分析 (5)三、噪声系数圆和输入匹配 (6)四、最大增益的输出匹配 (8)五、电路整体微调 (10)六、版图设计 (13)心得与体会 (13)参考文献 (14)低噪声放大器的设计要求Use Avago’s ATF-331M4 to design a LNA1. Operation Frequency rang: GHz ~ GHz2. Noise Figure below dB;3. Gain > 13 dB; (Feasible maximum gain is dB at GHz)（曾经为15dB，后改为13dB）4. VSWR(input)<;5. VSWR(output)<;Use the schematic tool to simulate and realize it with the layout tool (Momentum) in ADS. Give both the schematic and layout of the final LNA amplifier circuit, detailed simulation procedure, and the simulation results obtained with both the schematic and layout circuit.低噪声放大器的设计低噪声放大器的设计步骤1、直流分析与偏置电路设计2、稳定性分析3、噪声圆系数与输入匹配4、最大增益的输出匹配5、电路整体微调6、版图设计以下将详细叙述这些设计步骤。
一、直流分析与偏置电路设计1、从ATF-331M4的说明文档如图1可以看出，2GHz下它在V DS为4V、I d为40-80mA时噪声系数在左右，且增益去到15dB以上，符合设计要求。
一、实验目的1、了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。
2、学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计，优化，仿真。
3掌握低噪声放大器的制作及调试方法。
二、设计思想LNA 是射频接收机前端的主要部分，它主要有四个特点。
首先，它位于接收机的最前端，这就要求它的噪声系数越小越好。
为了抑制后面各级噪声对系统的影响，还要求有一定的增益，但为了不使后面的混频器过载，产生非线性失真，它的增益又不宜过大。
放大器在工作频段内应该是稳定的。
其次，它所接受的信号是很微弱的，所以低噪声放大器必定是一个小信号放大器。
而且由于受传输路径的影响，信号的强弱又是变化的，在接受信号的同时又可能伴随许多强干扰信号输入，因此要求放大器有足够的线型范围，而且增益最好是可调节的。
第三，低噪声放大器一般通过传输线直接和天线或者天线滤波器相连，放大器的输入端必须和他们很好的匹配，以达到功率最大传输或者最小的噪声系数，并保证滤波器的性能。
第四，应具有一定的选频功能，抑制带外和镜像频率干扰，因此它一般是频带放大器,所以必须LNA的指标进行综合折中考虑。
三、理论分析1、S参数，也就是散射参数。
是微波传输中的一个重要参数。
S12为反向传输系数，也就是隔离。
S21为正向传输系数，也就是增益。
S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。
、2、纹波指通带内信号的平坦度，即通带内最大衰减与最小衰减之间的差值，习惯上转换为用dB表示。
3、插入损耗：在理想情况下，射频电路中的理想滤波器在通带内是没有任何功率损耗的，然而在实际的工程设计中，不可能完全消除滤波器固有的一些功率损耗。
滤波器插入损耗及描述了通带内的功率损耗大小，其表达式为IL=-10log(Pin/Pl)对于一般的双端口网络而言，插入损耗A定义为：网络输出端接匹配负载时，网络输入端的入射功率Pin和负载吸收功率Pl之比。
即A=Pin/Pl=1/|S21|2.因此，滤波器的插入损耗也可以用散射参数S21来定义：IL=-10log(Pin/Pl)A=Pin/Pl=1/|S21|2=-10log|S21|2所以经计算要使4GHz插入损耗大于20dB即4GHz处S21<-20dB.4、在输入输出端口要端接特性阻抗为50Ω的SMA或SMB端子，保证输入输出阻抗50Ω。
一种低噪声放大电路的制作方法低噪声放大电路是一种关键的电子电路设计，主要应用于各种要求高信噪比和低噪声的电子器件中，例如射频电路、放大器、无线通信系统等。
本文将介绍一种常见的低噪声放大电路制作方法。
1. 电路设计和选型低噪声放大电路的设计首先要确定所需的放大倍数和频率范围。
在确定了这些参数后，选择合适的元器件是关键。
一般选择低噪声、高增益、高线性度的放大器芯片，以及低噪声的电容、电阻等元器件。
2. PCB设计在低噪声放大电路的制作过程中，良好的PCB设计是至关重要的。
为了减少电路中的杂散噪声，需要采取一些技术措施，如减小元器件之间的干扰、规划好信号和电源地等。
针对高频信号，还需要采用合适的阻抗匹配电路，以提高信号传输效率。
3. 供电与滤波低噪声放大电路对供电质量要求很高，因为供电产生的噪声会对整个电路的噪声性能产生影响。
因此，需要选择稳定的电源，使用滤波器来降低电源噪声。
常见的滤波器包括低通滤波器、陷波滤波器等。
4. 接地设计良好的接地设计可以有效地降低电路的噪声。
一般来说，可以采取单点接地、分离接地等方法，减少不同部分之间的地回路噪声。
5. 封装和布局合适的封装和布局设计可以减少电路的干扰和噪声。
在布局过程中，需要注意信号和电源线的走线方式，尽量减少它们之间的共享、交叉和平行。
合理选择封装方式，以减少来自环境的干扰。
6. 测试和优化制作好低噪声放大电路后，进行测试是必不可少的。
通过使用噪声测试仪器，可以测量电路的噪声性能，并对其进行优化。
例如，检查电路中可调元器件的合适位置，并调整它们的参数，以获得更好的噪声性能。
总之，制作低噪声放大电路需要综合考虑电路设计、选型、PCB设计、供电与滤波、接地设计、封装和布局以及测试和优化等多方面因素。
通过合理的设计和优化，可以有效降低电路的噪声，提高信号的质量。
