基于线性度提高和噪声抵消的低噪声放大器设计

基于IM3谐波分量抵消和噪声抵消技术,本文设计了一种两级差分低噪声放大器（LNA）电路。第一级采用跨导提高交叉耦合推拉式放大器以实现输入匹配和噪声的降低,第二级电路同时抵消了第一级电路中的IM3谐波分量和晶体管的热噪声。基于标准的0.13μm CMOS工艺对其进行设计仿真,结果表明该LNA在5.8 GHz频率下,噪声系数为1.2 dB,增益为16.7 dB,线性度输入三阶截止点IIP3高达9 dBm,同时输入输出匹配良好。     

CMOS低噪声放大器Miller效应分析与噪声优化

根据反馈分解理论将晶体管栅漏电容分解等效到放大器输入输出两端,研究了栅漏电容对低噪声放大器(LNA)输入阻抗和噪声系数的影响.基于分析结果对阻抗及噪声公式进行了修正,提出功耗约束条件下的LNA噪声优化方法.设计的2.4 GHz LNA基于中芯国际(SMIC) 0.18 μm RF CMOS工艺,版图后仿结果表明：在1.2 V的工作电压下,该低噪声放大器直流功耗仅为2.4 mW,噪声系数为1.0 dB,功率增益为16.3 dB,输入输出反射损耗均小于-22 dB,三阶互调点IIP3为-3.2 dBm.相比已有的设计,根据修正公式设计的LNA在功耗、输入阻抗匹配、噪声系数等性能指标上有较大的改善.     

一种低噪声放大器衬底电阻噪声抑制技术

为了降低低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)的噪声系数(Noise Figure, NF),提出了一种LNA衬底电阻噪声抑制方法。根据金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide Semiconductor, MOS)的衬底寄生电阻在源衬电容间产生噪声电流的原理,利用MOS管衬底电阻的小信号模型得出衬底噪声电流在大于一定的衬底电阻阻值时存在反比关系,采用增大衬底电阻阻值方法来降低MOS管衬底电阻噪声,从而减小整体LNA的噪声系数。将此方法应用于共栅级、电阻负反馈共源级与源简并电感型共源级等3种LNA中,采用台积电0.18μm互补金属氧化物半导体工艺设计,仿真结果表明,应用降噪技术后,共栅级、源简并电感型共源级和电阻负反馈型共源级LNA的NF最高降幅分别为0.99 dB、1 dB与1.18 dB。所提方法能够有效降低LNA的NF,并且提高3种LNA的线性度。     

用Volterra级数分析晶体管放大器的波形畸变

本文主要论述用Volterra级数分析放大器中由晶体管非线性特性引起的失真现象并推导递推算法。实例证实,这种方法对分析基波及2～5次谐波分量及失真度是令人满意的。     

晶体管倍频器中基波及低次谐波的抑制

晶体管倍频器是无线电技术中为获得高稳定性、宽频偏、高频率的电路.倍频过程中幅值较大的基波及低次谐波会严重地干扰输出波形.本文就如何有效地抑制基波及低次谐波分量,所采用的提高选择性、使用空闲电路、采用奇(偶)次倍频器、增大激励信号中谐波分量、输入输出回路匹配等方法,进行了分析.     

0.1～2GHz超宽带低噪声放大器

利用Aglient-ADS软件,设计了一个频段在0.1～2GHz的超宽带低噪声放大器.选用噪声较小稳定度较高的BFP420晶体管,采用两级反馈式的设计原理并用ADS软件进行建模,优化以及S参数和谐波平衡仿真,获得增益大于29dB、噪声系数NF1.5dB的仿真结果.最后通过精心调试,使得测试结果和仿真结果达到了很好的一致性.     

混频器交调分量相位不对称机理研究

基于二阶记忆效应机制研究了混频器交调分量的相位不对称性机理。该研究是基于时变调制函数(TVMF)和多盒行为混频器模型(MBBM)提出的,这种相位不对称性表现在三阶交调分量的上下边带的相位相对于双音间距具有反向变化趋势。 研究表明,基带调制和二次谐波调制是导致三阶交调分量上下边带的相位不对称的原因。但是,基带调制产生的三阶交调分量的上下边带相位具有相反变化趋势的机制与二次谐波调制造成的三阶交调分量相位具有相反变化趋势的机制不同,可以以此加以区分。 最后,利用ADS对混频器的三阶交调分量上下边带的相位进行仿真,并结合实测结果验证了上述分析。     

基于IEEE802.11a全集成低噪声放大器的设计

针对传统的宽带LNA普遍存在噪声系数大、芯片面积相对较大等不足,采用0.18 μm CMOS工艺设计了一种基于IEEF802.11a的全集成低噪声放大器(LNA),选用源级电感负反馈电路,实现了良好的输入匹配.调整偏置电压和MOS管的宽长比进行了噪声优化.后仿真结果表明,在5.15～5.825 GHz的频带范围内,增益S21大于16.03 dB,增益平坦度为1.51 dB,最大噪声系数和输入三阶截点分别为2.565 dB、-2.15 dBm.采用1.8V电源供电,电路总功耗约为13.29mW.     

双极型晶体管的电荷控制参数及其在宽带放大器中的应用

本文提出双极型晶体管是一种电荷控制器件和它的电荷控制参数的概念;建立描述晶体管内部物理过程的微分方程;与外电路的Kirchhoff定律结合,导出各种基本晶体管宽带放大器的传递函数、输入和输出阻抗的解析表示,作为应用Bode反馈理论来设计宽带反馈放大器的基础.     

频率抖动技术抑制D类放大器电磁干扰

针对传统D类放大器调制技术引起的总谐波失真和电磁干扰等问题,该文基于频率调制理论分析了频率抖动技术扩展各谐波频谱的基本原理,将频率抖动技术引入D类放大器,对高频三角波采用频率抖动。通过仿真实验对生成的方波频谱进行分析,比较说明采用频率抖动技术后实现了对低次谐波的幅度的抑制,验证了该方法的正确性。     

基于0.13μm CMOS技术的超宽带低噪放大器设计

针对信号频段为3.1～10.6GHz的超宽带系统射频前端,提出一种基于0.13μm CMOS技术的低噪声放大器设计与实现.该放大器采用两级结构,通过第一级单端型电阻反馈和第二级单端转差分型电压缓冲器的级联设计,在获得足够的信号功率增益的同时,能够实现超宽带范围内的输入匹配.整体电路仿真结果表明:在3.1～10.6GHz的工作频段,电压增益为23.2dB,输入回波损耗小于-13dB.在6GHz时噪声系数最小值为2.4dB,最大值为2.7dB,输入三阶交调截取点(IIP3)为-11.9dBm.在1.2V电源电压下,该低噪声放大器功耗为12.2mW,芯片面积为0.32mm2.     

电动车用永磁同步电机定子谐波优化控制

针对电动车用永磁同步电机传统控制策略下电机定子含有高次谐波的问题,提出了通过反电势补偿来抑制电流畸变的改进控制方法。在传统电流转速双闭环控制框架的前提下,通过对高次谐波分量进行提取,加入高次谐波电压反馈环节,实现了对定子电流的优化,抑制了电机转矩脉动,提高电动汽车运行的平稳性。在Matlab/Simulink下进行仿真实验,通过分析高次谐波电流波形和转矩波形,证实显著抑制了电机定子电流中的高次谐波,验证该控制算法的有效性。     

2.4GHz低噪声放大器的研究

低噪声放大器是对来自天线的微伏级信号进行放大的射频接收端的放大模块。该低噪声放大器主要由输入匹配网络、微波晶体管放大器和输出匹配网络组成。匹配网络采用微带线形式建立，微波晶体管采用NPN硅晶体管BFP420。利用Microwave Office进行电路仿真和优化。该放大器满足小信号放大器的指标要求，可以用于射频接入电路的前端。     

基于状态反馈的单相LCL逆变器研究

较高的开关频率能够抑制低频谐波,但同时会引入大量的高频谐波,采用LCL型滤波器可以满足低频增益的同时衰减高频谐波,但该滤波器为一高阶系统,存在谐振尖峰.为了解决这些问题,本文提出了一种基于状态反馈的控制策略,采用状态观测器实现对系统状态变量的观测,利用状态反馈技术提高系统的鲁棒性,并利用该控制策略减少了系统传感器的数量.仿真和实验结果均验证了该控制策略是可行的.     

400MHz～2.4GHz宽带低噪声放大器设计

采用0.15μm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管工艺,设计一款频率400 MHz~2.4GHz宽带低噪声放大器。采用两级级联结构,将前级放大器的输入阻抗匹配到最佳噪声阻抗得到最小噪声;后级放大器采用负反馈结构得到较宽的工作频带;级间引入失配补偿方法,即在晶体管增益滚降处引入高频增益,使得放大器工作频带拓宽,提高带内平坦度。仿真结果表明,该低噪声放大器工作频率为400 MHz~2.4GHz,频带内噪声系数为1dB,增益为34dB,增益平坦度为3.1dB,回波损耗优于-10dB,满足了低噪声、超宽带和高平坦度的要求。     

运用串联反馈技术设计S波段低噪声放大器

介绍了S波段低噪声放大器(LNA)的设计原理,阐述了利用电感串联反馈技术来实现放大器的噪声系数和输入匹配相互矛盾的两方面达到较好的折中,使得电路的结果达到最优。电路在Agilent公司的射频设计软件ADS2003进行仿真和优化,仿真结果是低噪声放大器在2.44GHz的工作频率下,增益G>11dB,噪声系数NF<1.3.     

地面数字电视调谐器前端宽带低噪声放大器设计

设计了一种宽带CMOS低噪声放大器(LNA)。采用基于前馈原理抵消噪声的CG(共栅)结构,其频率范围覆盖电视调谐器的频道范围(50～900 MHz)。相比传统的电阻负反馈低噪声放大器,提出的放大器电路具有更好的性能指标。在工作频率内,电压增益(S21)大于14.3 dB,S11小于-11.3 dB,噪声系数(NF)低于2.87 dB,增益1 dB压缩点为-4.4 dBm,输入参考三阶交调点(IIP3)高于5 dBm。     

带共模反馈的CMOS套筒式高增益运算放大器

提出了一种单电源5V供电的带共模反馈的两级套筒式运算放大器结构.该套筒式运算放大器的输入共模反馈结构使输出共模电平维持在2.5 V左右,增益可达到110dB以上,相位裕度为50°,单位增益带宽为60.83 MHz.     

改进的单相电路谐波及无功电流检测方法

为了实时、准确地检测单相电路的谐波和无功电流,分析了基于平均有功功率检测法的基本原理,考虑到该检测方法需要低通滤波器提取直流分量,为解决由此造成的延时,针对该方法提出一种改进方法,将谐波及无功电流作为反馈信号,引入含比例-积分-微分调节的反馈环节来加快其检测速度。最后利用Matlab/simulink做仿真研究,验证了改进的方法更具快速性。     

运用串联反馈技术设计S波段低噪声放大器

介绍了S波段低噪声放大器(LNA)的设计原理，阐述了利用电感串联反馈技术来实现放大器的噪声系数和输入匹配相互矛盾的两方面达到较好的折中，使得电路的结果达到最优。电路在Agilent公司的射频设计软件ADS2003进行仿真和优化，仿真结果是低噪声放大器在2．44GHz的工作频率下，增益G＞11dB，噪声系数NF＜1．3．