射频宽带低噪声放大器的设计与仿真

介绍了一种射频宽带低噪声放大器的设计过程,包括稳定性分析、偏置电路设计和匹配电路设计等内容.设计采用E-PHEMT晶体管(ATF-55143)器件模型和其他元件模型.通过采用ADS技术进行电路和电磁仿真,结果表明设计的放大器完全满足性能指标要求.     

一种低功耗宽带低噪声放大器

设计了一种应用于无线传感网的低功耗宽带低噪声放大器。通过使用电容交叉耦合的共栅放大器结构来提高增益,同时实现宽带输入阻抗匹配。运用PMOS和NMOS层叠结构实现电流复用,降低了功耗。该低噪声放大器采用0.18 μm SMIC CMOS工艺设计。后仿真结果表明,该放大器在1.8 V电源供电下的功耗仅为0.712 mW,在3 dB带宽0.043~1.493 GHz范围内的峰值增益为20.44 dB,最小噪声系数为4.024 dB,输入3阶交调点为-3.73 dBm。     

一种卫星通信用低噪声放大器的研制

本文介绍了卫星通信低噪声放大器的基本原理，并结合实例对低噪声放大器的设计方法、步骤进行了探讨。     

一种宽带低噪声放大器的设计

随着无线通信的迅猛发展,提高了对射频技术的要求。本文就射频前端的低噪声放大器设计进行研究和分析,并且进行了流片生产和测试。首先进行了基础理路的研究分析,通过仿真电路满足性能,最后再通过流片测试得到结论。本文中对其带宽以及噪声系数进行了测试并且与预期效果很接近。通过本文设计得到了带宽为近1.5GHz,其增益的大小为23.2dB。     

一款前置放大器的低噪声设计与分析

描述了有关放大器的噪声机理和特性,详细论述了前置放大器的低噪声设计步骤和过程,并根据晶体管的噪声特性曲线和噪声系数等值曲线对输入晶体管的偏置进行了理论计算。     

一种宽带CMOS低噪声放大器

基于130 nm CMOS工艺设计了一款宽带低噪声放大器(LNA),适用于Ka波段的5G应用。通过降低输入阻抗与最佳源阻抗的偏差以抑制噪声,该LNA实现了宽带的最佳噪声系数匹配。一方面,该LNA采用由LC串联组合和LC并联组合构成的宽带前端网络,在取得低噪声系数的同时,实现了宽带输入匹配;另一方面,通过体隔离技术和级间电感匹配技术提高了电路增益。同时,通过并联峰值负载技术,提高了LNA的带内增益平坦度。测试结果表明,该LNA的峰值增益为11.2 dB,-3 dB带宽为7.5 GHz(29.1～36.6 GHz)。噪声系数为5.9～6.6 dB,与仿真的最小噪声系数非常接近。输入反射系数(<-10 dB)带宽为6.7 GHz(28.3～35 GHz)。该LNA在1.2 V电源电压下功耗为9 mW,芯片面积为0.54 mm²。     

基于集成运放的心电信号放大电路设计与仿真

心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一,对于心电信号的研究,首先要从人体采集心电信号。由于采集到的心电信号比较微弱,所以在处理心电信号的过程中需要一个放大电路来放大信号的幅值以便做后续的信号处理。文中应用集成运算放大器设计了一个可用于心电等微弱信号的后置放大电路,并运用Protel99SE软件对该电路进行性能仿真,并对仿真的结果进行分析,从分析结果中可知该电路可以达到放大心电信号所需要的电压增益。     

星载激光测高仪系统接收滤波器的带宽优化设计

星载激光测高仪(SLA)接收滤波器带宽(RFB)直接决定系统的使用性能。根据星载激光测高仪的工作原理,建立了激光测高仪回波信号及输出信噪比(SNR)的简化模型,并推导了测距误差、探测概率和虚警概率的数学表达式。在探测概率和虚警概率满足阈值要求的前提下,提出了一种以测距误差最小化为依据的滤波器带宽优化设计方法。以MOLA-2星载激光测高仪系统为例,仿真计算出不同目标倾角对应的滤波器带宽值及其测距误差的分布规律。结果表明,在0°～40°目标倾角范围,滤波器带宽优化设计值比传统方法设计的结果要大,其差异达到0.7～58.7MHz,而对应的测距误差要小于传统方法解算的数值,其差异为0.2～16.2m。受测量对象多样性和复杂性的限制,无法使每个探测目标对应一个滤波器,则采用多个通道的滤波器分段式地对优化的测距误差分布曲线进行拟合,以获取到每个通道的滤波器带宽及对应的探测目标倾角范围。滤波器带宽优化设计方法为其实际制造提供了一种更为优越和可行的方案。     

一种基于噪声抵消技术的宽带低噪声放大器

设计了一种应用于全球数字广播 (Digital Radio Mondiale,DRM)和数字音频广播 (Digital Audio Broadcasting,DAB) 的宽带低噪声放大器.采用噪声抵消结构,抵消输入匹配器件在输出端所产生的热噪声和闪烁噪声,使输入阻抗匹配和噪声优化去耦.电路采用华润上华CSMC 0.6 μm CMOS工艺实现.测试结果表明,3 dB带宽为100 kHz～213 MHz,最大增益为16.2 dB, S11和S22小于-7.5 dB, 最小噪声系数为3.3 dB, 输入参考的1 dB增益压缩点为-3.8 dBm,在5 V电源电压下,功耗为51 mW,芯片面积为0.18 mm2.     

一种新型噪声消除宽带低噪声放大器

噪声消除技术是设计低噪声放大器(LNA)时常用的技术之一,而如何解决LNA噪声与功耗的矛盾始终是设计的难点。文章提出一种新型噪声消除结构,通过主辅支路之间添加反馈回路的方式,在不增加功耗的情况下,实现了消除主辅支路噪声的目的。基于180 nm CMOS工艺,设计了一款应用该噪声消除结构的宽带低噪声放大器。仿真结果显示,该LNA的带宽为0.40~2.36 GHz,S11与S22均小于-10 dB,S12小于-30 dB,最大S21为14.5 dB,噪声系数为2.20~2.34 dB,功耗仅为9 mW。     

脉冲激光探测电路设计

脉冲激光探测电路的设计是激光应用领域的重要内容,根据脉冲激光信号的特点,从探测能力、响应时间、稳定性三方面对脉冲激光探测电路的设计进行研究,重点论述了光电探测系统组成的三个重要组成部分：光电探测器、光电转换电路和探测器偏置电路。深入分析了光电探测器的选型、利用电阻进行光电转换电路的特性以及利用跨导放大器进行光电转换电路的特性,对于激光探测系统的设计有一定参考价值。     

星载激光测高仪地面定标系统软件设计

星载激光测高地面定标系统具有布设场地大、探测器数目多、环境恶劣的特点,为了实现地面定标系统激光信号光斑质心计算和精确计时的高效性,设计了地面定标系统软件,并详细介绍了软件各个模块的实现算法。该软件通过在计算机系统外部扩展外设,主要实现了数据处理和计时功能,软件包含时间戳数据处理模块、激光光斑地面质心计算模块、大气折射延迟校正模块、计时模块。使用该软件对资源三号02星场地外场实验进行数据处理,实验结果表明,该方案切实可行。     

高重频激光地面足印探测器峰检电路的设计

设计了一款两级峰值检测电路,实现对上升沿为3 ns、脉宽为5 ns、下降沿为3 ns、重频为10 kHz的脉冲信号的峰值检测与保持,利用STM32单片机的模数转换器完成电压信号采集。给出以APD为光电探测器件的地面探测器系统的基本结构框图,利用探测器系统中的放大电路模块使接收激光脉冲宽度从1 ns展宽至5 ns,搭配峰值检测电路模块实现窄脉宽、高重频激光信号的检测与数据记录。利用信号源完成峰值检测电路部分的功能测试,使用重频为1 kHz、脉宽约为1 ns的激光器完成探测器系统整体的功能测试,实验证明此系统可以较好地检测并记录该激光信号的峰值。     

激光测高仪接收信号波形模拟器

分析了激光测高系统中接收信号的建立过程及其相关物理量;在忽略大气对激光脉冲的影响下,推导出接收信号和目标响应函数的理论模型,表明了接收信号可以看作是发射信号与目标响应函数的卷积。以现有的测高系统(GLAS)为例,采用网格划分的方法,将目标模型离散化,进而模拟出不同观测角及目标模型情况下的接收信号波形。同时将模拟波形的输出参数与测高仪理论计算得到的参数进行了比较,结果发现:模拟接收波形的脉宽与理论计算的脉宽吻合度达99.5%;模拟波形的总光子数与国际上GSFC模拟器得到的总光子数仅相差0.4%;脉冲重心对应的高度值与实际设定的高度值仅相差1%。从而验证了该方法的正确性和可靠性。     

激光高度计地面定标模拟系统设计

星载激光高度计广泛地用于多种地形地貌的科研分析,例如冰层和植被覆盖变化。针对星载激光高度计数据的定量化应用,研究了激光高度计的定标方法,并设计了激光高度计地面定标模拟系统加以验证。该系统包含探测器阵列和高精度脉冲计时系统两部分,用于定标星载激光高度计的对地指向角和时间戳。对定标系统的性能进行实验测试和软件仿真,结果显示：探测器能够探测平均能量3 nJ/cm2的光斑,探测范围为1~16 nJ/cm2,计时系统计时精度为1.25 ns。     

基于IDL的激光测高雷达回波时域仿真算法研究

从激光测高雷达回波能量分布模型和地表模型入手,详细介绍了基于IDL的激光测高雷达回波的仿真过程及仿真程序各个模块的功能,用Pearson相关性方法将仿真所得波形与实测回波波形进行了分析比对,二者的相关性系数达到90%以上,并分析了回波脉冲波形随测高系统参数和地表参数的变化情况.该方法可以直观有效地对不同地表的回波进行仿真,为激光测高雷达的回波分析提供了重要的技术手段.     

荧光微弱信号检测电路设计

荧光分析技术在现代化学分析中占有重要地位,在荧光分析仪器与传感器的研制过程中,有效提取荧光信号十分关键.在考虑检测电路内在的噪声来源和系统环境特点的基础上,详细讨论了应用在荧光光纤传感器中微弱荧光信号检测电路的结构、特点和设计注意事项.     

ECG监护仪前置放大电路的设计

基于传统的仪用放大器基本框架,设计了一种新的可用于心电信号放大的前置放大器。在3 dB带宽范围内,该放大器的增益达到了48.3 dB。等效的输出噪声电压值为5.34 nV/Hz。根据生物电信号采集的特点,通过增加右腿驱动电路,提高了放大器的共模抑制比,对被测的生物体具有更安全的保护作用。仿真结果表明该放大器在增益、频率响应特性、共模抑制比等性能参数方面符合美国心脏协会(AHA)的建议要求,确保了输出心电信号的低失真,可用于ECG监护仪中。     

卫星激光测高仪在轨检校脉冲探测器的设计、测试及应用

针对我国高精度立体测绘卫星系统中激光测高仪的在轨场地检校的技术需求, 研制了激光脉冲探测器系统。 系统采用高速 PIN 探测单元及高速数据采集电路实现了 ns 级脉宽激光脉冲的定量化采集, 通过集成无线射频模块实 现脉冲探测器的数据远程传输。为保证脉冲探测器的野外应用性能, 系统进行了能量密度测试、能量响应一致性与 稳定性测试、探测器测量视场角测试等。试验结果表明脉冲探测器可以实现 1∼120 nJ·cm−2 的能量范围采集, 能量响 应的一致性优于 5%, 稳定性优于 1.5%, 并且可以实现 ±12◦ 角度范围内的激光脉冲的有效采集。最终探测器成功应用 到我国“高分七号”卫星激光测高仪的在轨检校中, 获得了探测器阵列的有效激光触发数据, 为激光测高仪的在轨检校 试验提供了有效的数据支撑。