一种用于GPS接收机的低噪声放大器

针对GPS接收机低功耗、低噪声、高增益的要求,采用功率限制下噪声匹配技术、阻抗匹配技术和电源复用技术,设计了一款可应用于GPS接收机的单端输入差分输出低噪声放大器,减少了巴伦损耗。采用SMIC 0.13 SymbolmAm CMOS RF工艺和全定制集成电路设计方法,工作频率为1575 GHz,对电路进行版图后仿真。仿真结果表明,该低噪声放大器在1.2 V电源电压下,功耗为4.8 mW,增益为22.65 dB,噪声系数为1.388 dB。     

3.1～5.2GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1～5.2GHz频段超宽带可变增益低噪声放大器。电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。仿真基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺。结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于5dB,输入反射系数低于-15dB,在1.8V电源电压下,功耗为9mW。因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。     

S波段低噪声放大器设计

首先分析了低噪声放大电路的稳定性,功率增益及噪声系数的影响因素及改进方法;然后设计了一个中心频率为2.45 GHz,工作带宽为100MHz的S波段低噪声放大器.仿真结果表明,该放大器的噪声系数小于1 dB,功率增益大于28 dB,增益平坦度小于1 dB,输入/输出驻波比小于2:1.通过传统的电路板制作工艺实际制作了放大器电路,测试结果和仿真结果较一致.     

基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺的1.2 GHz LNA的设计和仿真

针对射频接收机芯片中的低噪声放大器(Low-Noise Amplifier,LNA)电路在工作时要求拥有更小的噪声系数和更好的隔离度等问题,采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺结合共源共栅结构设计了一款低噪声放大器,在导航接收机中主要用来接收GPS L2频段信号和BDS B2频段信号。通过对器件尺寸的计算和选择,使得电路具有良好的噪声性能及线性度。利用Cadence软件中Spectre对所设计的电路进行仿真。得到仿真结果为:LNA在1.8 V电源电压下,功耗为4.28 mW,功率增益为18.51 dB,输入回波损耗为38.67 dB,输出回波损耗为19.21 dB,反向隔离度S_(12)为-46.91 dB,噪声系数(Noise Figure,NF)为0.41 dB,输入1 dB压缩点为-11.70 dBm,输入三阶交调点为-1.50 dBm。     

一款低噪声卫星导航接收机射频前端的设计

基于0.18tm RF CMOS工艺,采用低中频系统结构,设计了一款可应用于全球定位导航系统(GPS) L1频段和北斗二代(BD2) B1频段的低噪声卫星导航接收机的射频模拟前端芯片.该前端包括低噪声放大器、无源混频器、中频放大器、复数带通滤波器和数控可变增益放大器.其中低噪声放大器采用电流舵技术,与无源混频器一起,提高了射频前端的1 dB压缩点输入功率(Pi(1dB)),有效地改善了系统的线性度.测试结果显示,在GPS L1频点,系统的最大增益107.2 dB,噪声系数达到1.8 dB,动态增益66 dB,镜像抑制比约为39.54 dB,Pi(1dB)为-41 dBm,电源为1.8V时,消耗电流16 mA,芯片面积1.7 mm×0.8 mm.     

应用于GNSS接收机的宽频带高线性下变频器研究

针对全球导航卫星系统（GNSS）接收机在安全领域的应用要求,提出一种宽频带、高线性和高驱动的新型下变频电路结构.所提出的下变频器由宽频带共栅低噪声跨导放大器、电流型无源混频开关、和增益可调的跨阻驱动放大器组成.该电路采用电容交叉耦合共栅输入跨导增强技术,实现了1.15-1.65 GHz宽频带匹配和全频点GNSS信号的低噪声放大.所提出的新型的桥式跨阻驱动放大器,具有直接驱动50Ω负载阻抗能力,实现了大动态条件下宽增益控制范围和出色的下变频线性性能.流片测试结果表明,提出的下变频器实现了+38 dBm的输出三阶交调截点功率（OIP3）,+17 dBm的输出1 dB压缩点功率（OP1dB）,10-27 dB可调的转换增益.下变频噪声系数（NF）在1.15-1.65 GHz频段的各种增益下都小于12.6dB.该下变频器在低增益模式下实现了高线性、低噪声和强驱动能力,适合应用于复杂环境下的GNSS接收机.     

S波段雷达接收机前端低噪声放大器

采用0.35μm SiGe BiCMOS工艺设计了用于S波段雷达接收机前端电路的低噪声放大器。对于现代无线接收机来说,其动态范围和灵敏度很大程度上都取决于低噪声放大器的噪声性能和线性度。相对于CMOS工艺来说,SiGe BiCMOS工艺具有更高的截止频率、更好的噪声性能和更高的电流增益,非常适合微波集成电路的设计。该低噪声放大器采用三级放大器级联的结构以满足高达30dB的增益要求。在5V的电源电压下,满足绝对稳定条件,在3GHz-3.5GHz频段内,功率增益为34.5dB,噪声系数为1.5dB,输出1dB功率压缩点为11dBm。     

一个具有40dB增益、4.5dB噪声系数的应用于6-7GHz IR-UWB接收机的0.13μm CMOS射频前端设计

本文中使用0.13μm CMOS工艺实现了一款应用于脉冲式超宽带无线电的接收机射频前端电路。由于使用了欠采样的接收机架构,接收机中不再具有混频过程。因此,低噪声放大器和可变增益放大器均需要直接处理宽带射频信号。为了优化噪声和线性度,低噪声放大器使用了具有电容交叉耦合的全差分共栅结构,在1.2V电源下仅消耗了1.8mA电流。低噪声放大器之后,一个具有两级结构的电流引导型可变增益放大器被用来实现增益调节功能。同时,低噪声放大器和两级可变增益放大器共同构成了一个三级参差峰化网络,以提高接收机的总体带宽。测试结果表明,该射频前端模块在6-7GHz带宽内实现了5-40dB的增益调节范围,最小噪声系数和最大输入三阶交调分别达到了4.5dB和-11dBm。电路总体功耗为14mW,使用1.2V电源电压,核心部分芯片面积为0.58mm2.     

2～18 GHz GaAs超宽带低噪声放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计并制备了一款2～18 GHz的超宽带低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC)。该款放大器具有两级共源共栅级联结构，通过负反馈实现了超宽带内的增益平坦设计。在共栅晶体管的栅极增加接地电容，提高了放大器的高频输出阻抗，进而拓宽了带宽，提高了高频增益，并降低了噪声。在片测试结果表明，在5 V单电源电压下，在2～18 GHz内该低噪声放大器小信号增益约为26.5 dB,增益平坦度小于±1 dB,1 dB压缩点输出功率大于13.5 dBm,噪声系数小于1.5 dB,输入、输出回波损耗均小于-10 dB,工作电流为100 mA,芯片面积为2 mm×1 mm。该超宽带低噪声放大器可应用于雷达接收机系统中，有利于接收机带宽、噪声系数和体积等的优化。     

用于便携式GPS接收机中的5.4mW低噪声高增益CMOS射频前端电路设计

设计了应用于便携式GPS接收机射频前端中的CMOS低噪声放大器和正交混频器. 该电路中的低噪声放大器采用带源端电感负反馈的输入级,并引入功耗约束下的噪声和输入同时匹配技术. 正交混频器基于吉尔伯特单元. 电路采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺实现,总的电压转换增益为35dB,级联噪声系数为2.4dB,输入1dB压缩点为-22dBm,输入匹配良好,输入回损为-22.3dB, 在1.8V电压供电下,整个全差分电路功耗为5.4mW.     

一种用于卫星导航接收机的低噪声放大器设计

设计了一种可用于多模式卫星导航接收机的射频前端低噪声放大器,设计电路可在1.13～1.95 GHz工作,兼容了GPS,北斗及GLONOSS导航系统的工作频段。电路采用0.18 μm CMOS工艺实现。仿真结果表明,频带内S11和S22均在-10 dB以下,功率增益＞10 dB,带内最小噪声系数可达到2.2 dB,输出1 dB压缩点为-5.585 dBm,在1.8 V电源电压下,主体电路消耗12 mA电流。因此,该低频噪声放大器模块可满足当前各种导航系统的工作要求。     

用于便携式GPS接收机中的5.4mW低噪声高增益CMOS射频前端电路设计

设计了应用于便携式GPS接收机射频前端中的CMOS低噪声放大器和正交混频器.该电路中的低噪声放大器采用带源端电感负反馈的输入级,并引入功耗约束下的噪声和输入同时匹配技术.正交混频器基于吉尔伯特单元.电路采用TSMC 0.18μm RFCMOS工艺实现,总的电压转换增益为35dB,级联噪声系数为2.4dB,输入ldB压缩点为-22dBm,输入匹配良好,输入回损为-22.3dB,在1.8V电压供电下,整个全差分电路功耗为5.4mW.     

一种线性化低噪声放大器的设计

通过在共源共栅电路中加入线性辅助电路,利用线性化补偿技术设计了一个位于雷达接收机前端的高线性低噪声放大器,在保持其他指标基本不变的情况下,线性度提高约17.5dB;该电路采用CMOS 0.18μm工艺设计,电源电压1.8V,信号频率在2.9～3.6GHz,仿真结果是:增益大于10dB,噪声系数(NF)低于1.35dB,三阶输入截点功率(IIP3)为17.48dBm,消耗直流电流13.24mA.     

用于GPS接收机的130 nm PD-SOI低噪声放大器

基于130 nm PD-SOI工艺,设计了一种用于GPS接收机射频前端的单片低噪声放大器(LNA)。利用SOI工艺特有的低噪声特性,降低了衬底耦合到电路的噪声。采用单独的带隙基准源和LDO为低噪声放大器供电,降低了电源纹波和高频噪声对放大器噪声性能的影响。测试结果表明,在3.3 V电源电压、1.575 GHz工作频率下,该LNA的噪声系数仅为1.49 dB,增益为13.7 dB,输入回波损耗S11、输出回波损耗S22均小于-15 dB,输入P1 dB为-13 dBm,IIP3为-0.34 dBm。     

增益精确的可变增益放大器

可变增益放大器是GPS接收机中的一个关键模块,它与反馈环路组成的自动增益控制电路为模/数转换器(ADC)提供恒定的信号功率.模拟信号控制增益的VGA增益连续变化,但是线性度较差.这里采用电阻形式的负反馈的放大器来设计一个0～30 dB增益变化的中频可变增益放大器,VGA的增益精度并不取决于工艺、电压和温度等因素对电阻、MOS管开关的影响,增益误差在各个工艺角下都小于5%.基于0.18 μm CMOS工艺的测试结果表明,带内纹波小于0.1 dB,IIP3达到31 dBm@0 dB,功耗为3 mA,其中包括直流偏移消除模块和CMOS源极跟随缓冲电路.因此,该放大器适合在接收机模拟前端使用.     

一种高线性SiGe HBT宽带低噪声放大器

简要介绍了一种用于接收机前端的宽带低噪声放大器(LNA)。该微波单片集成电路(MMIC)蔡用0.35μm SiGe工艺实现,且不需要外部阻抗匹配元件,并利用两级级联拓扑结构实现频带内的低噪声和高线性度。电路版图设计后的仿真结果表明,该放大器工作带宽3.78 GHz,功率增益达到27.5 dB,噪声系数(NF)≤2.26 dB,在1.5 GHz信号频率下,输出功率1 dB压缩点(P1dB)为10 dBm。     

一种共基差分低噪声放大器设计

在无线通信终端中,低噪声放大器是射频接收系统中的第一级有源电路,对系统性能有重要影响.在深入分析噪声的基础上,提出一种采用共基差分输入结构的低噪声放大器,电路包括可控增益放大器和增益控制电路.该结构的低噪声放大器的输出电压直接反映到自动增益控制电路的输入端,根据输出电压幅值的大小,自动增益控制电路的输出电压反馈到低噪声放大器的增益控制电路比较器的输入端,进而影响放大器的总体增益.基于JAZZ 0.35 μmBICMOS工艺设计放大器电路结构,并对电路进行了仿真和分析,结果表明设计的放大器可以更加有效地抑制噪声,低噪声放大器能提供25 dB的增益,噪声系数小于1 dB,灵敏度达到2μV.     

无线应用中的低噪声放大器设计与分析

低噪声放大器在接收系统中能降低系统的噪声和提高接收机灵敏度,是接收系统的关键部件.描述了一种用于无线通信射频(RF)前端的低噪声放大器(LNA)的设计,先总体阐述了低噪声放大器的主要技术和性能指标,然后在采用ATF34143微波晶体管的基础上,依据低噪声放大器的各项指标来同步进行电路的设计、优化和ADS仿真,结果表明设计的低噪声放大器完全满足性能指标要求,其功率增益可达16dB,噪声系数(NF)在0.5dB以下.     

采用0.18 μmCMOS工艺超宽带低噪声放大器的设计

提出了一个采用TSMC 0.18μmCMOS工艺设计的,工作频段为3.1～5.2 GHz的超宽带低噪声放大器.放大器采用了前置带通滤波器的并联负反馈共源共栅结构,并从宽带电路.高频电路器件选择等方面讨论了超宽带低噪声放大器的设计,结果表明,在整个工作频段,电路输入输出匹配S11S22均小于-14 dB,最高增益为15.92 dB,增益波动为1.13 dB,电路工作电压为1.8 V,功耗为27 mW,噪声系数NF为1.84～2.11 dB.     

基于WCDMA接收机系统的低噪声放大器设计

介绍了低噪声放大器的基本工作原理,并对噪声源进行了分析。提出了采用先进的TSMC90 nm工艺,设计了一种基于WCDMA接收机系统的全差分拓扑共源共栅型低噪声放大器。该放大器片内集成了电感、电容,片外配置匹配网络。芯片测试结果表明:电路在2 GHz工作频率下,电压增益达到20 dB、噪声系数NF为1.4 dB、IIP3为-3.43 dBm。综合各项数据表明,该低噪声放大器具备良好的性能,可广泛适用于通讯系统之中。