用于77GHz毫米波雷达的模拟基带电路设计

实现了一个带宽和增益可配置、高线性度、低噪声的模拟基带电路,可应用于77 GHzCMOS毫米波雷达接收机.电路包括一个带宽可配置的5阶巴特沃斯低通滤波器模块、三个可编程增益放大器模块以及三个直流失调消除环路.增益范围为18～70 dB,增益步进为6 dB;带宽为200 kHz～2 MHz;噪声系数最小为24 dB;输出1-dB压缩点为5.1 dBm,在最高增益时,IIP3为-52dBm;功耗为14.6 mA@1 V.电路采用65 nm CMOS工艺实现,芯片面积为1.2×0.93 (mm2).     

一种高线性度CMOS有源混频器的设计

设计了一个用于数字电视ZERO-IF结构接收机射频前端的CMOS下变频混频器。基于对有源混频器的噪声机制及线性度的物理理解,对传统的有源混频器电路采用电流注入技术,实现了增益,噪声和线性度折中。电路采用UMC0.18RFCMOS工艺实现,SSB噪声系数为18dB,1/f噪声拐角频率100kHz。电压转换增益为5dB和8dB两档增益,输入1dB压缩点为0dBm,IIP3为15dBm（5dB增益）,7dBm（8dB增益）。全差分电路在1.8V供电电压下的功耗不到7mW,可以满足数字电视零中频结构射频前端对高线性度、低闪烁噪声和可变增益的要求。     

线性光电隔离电路的设计

光电隔离是数据采集和控制系统抗干扰的一项重要措施,由于光电耦合器件的非线性,对模拟量的光电隔离会带来较大信号失真。为了提高光电隔离电路的线性度,采用负反馈方法把光耦器件的输出电流反馈输入端。进行光电隔离电路的静态特性试验。试验结果表明：当输入信号在0～5 V时,光电隔离电路的输出失真最大为27 mV,线性度为0.014%。     

一种高精度CMOS温度传感器校准电路

针对集成式传感器中CMOS器件非理想因素导致的测量误差,设计了一种数字校准电路,校准电路由存储模块、失调误差校准模块和增益误差校准模块等组成。因模拟器件受温度影响较大,不同温度的增益线性度不同,所以增益误差采用分温度区间进行校准。电路采用0.18μm CMOS工艺实现,校准后温度传感器误差可提高到-0.03～+0.13℃。     

基于IFM的小型化线性射频放大器设计

采用六级VMMK-2503高线性度增益方块级联,插入增益均衡与带通滤波模块,设计了一款小型化线性射频放大器,在5.8～8 GHz频带内,其小信号增益达70 dB,增益平坦度小于±1 dB,输入输出驻波比等技术指标优良。由于VMMK-2503采用晶片级封装技术与内匹配设计,电路设计简单,缩短了研发周期,降低了设计成本,提高了技术指标,有利于射频电路的小型化与集成化,放大器电路尺寸仅为92 mm×9 mm×1.2 mm。并对其进行了模块电磁兼容设计,以提高组件稳定性,最终满足用户要求,已成功用于某型号瞬时测频接收机中。     

基于GaAs pHEMT的1.0～2.4 GHz放大衰减多功能芯片

基于0.25 μm GaAs赝高电子迁移晶体管(pHEMT)工艺,研制了一种1.0～2.4 GHz的放大衰减多功能芯片,该芯片具有低噪声、高线性度和增益可数控调节等特点。电路由第一级低噪声放大器、4位数控衰减器、第二级低噪声放大器依次级联构成,同时在片上集成了TTL驱动电路。为获得较大的增益和良好的线性度,两级低噪声放大器均采用共源共栅结构(Cascode)。测试结果表明,在1.0～2.4 GHz频带范围内,该芯片基态小信号增益约为36 dB,噪声系数小于1.8 dB,输出1 dB压缩点功率大于16 dBm,增益调节范围为15 dB,调节步进1 dB,衰减RMS误差小于0.3 dB,输入输出电压驻波比小于1.5。其中放大器采用单电源+5 V供电,静态电流小于110 mA,TTL驱动电路采用-5 V供电,静态功耗小于3 mA。整个芯片的尺寸为3.5 mm×1.5 mm×0.1 mm。     

应用于多模接收机的低功耗可编程增益放大器

针对多模接收机的应用,提出了引入一条闭环伪通路技术结构的可编程增益放大器,在保持一定的线性度及噪声性能的基础上,以较低的功耗实现较大的带宽.该电路增益步长为2 dB,增益变化范围1～39 dB.电路中内嵌了直流失调消除模块防止直流漂移引起的阻塞.芯片采用SMIC 0.13 μm 1P8M RF CMOS工艺实现.测试结...     

一种MHz光耦隔离放大器的设计与分析

本文设计了一种基于高线性度高带宽模拟光耦HCNR201芯片的MHz光耦隔离放大器电路,主要应用于计算机数据采集系统中,对其信号进行隔离从而实现过电压保护和提高共模抑制比.HCNR201光耦器件具有双光电二极管结构,使电路在输入端构成反馈环节,消除了光耦的电流传输比对直流增益的影响,为了方便分析建立了它的等效电路.利用线性控制系统的理论方法建立了所设计的隔离放大器电路的数学模型,推导出了电路的传递函数,对电路进行了理论分析和参数优化,并给出了分析设计结果.同时研制了隔离电路并对其进行了实验测试,实验结果与理论分析结果比较一致,符合设计要求,其理论分析方法可以为类似电路设计提供参考.     

一种带有外部噪声识别功能的AGC电路的设计

基于红外遥控接收芯片中自动增益控制电路的功能需求及其应用环境,设计了一种能够有效抑制外部环境光干扰、线性度高的自动增益控制电路。该电路在传统自动增益控制电路的设计理念基础上引入外部噪声识别功能,设计的核心子电路包括具有线性增益特性的可变增益放大器、比较器以及利用空闲时间识别外部噪声的信号检测与增益控制电路。电路基于0.25μm标准CMOS工艺设计,使用Hspice软件进行仿真验证。仿真结果表明:电源电压为3~5 V,温度为0~85℃时,可变增益放大器的可控增益范围至少可达-69.5~27.6 dB,且至少具有42 dB的线性增益控制范围。     

一种适用于功率放大器的InGaP/GaAs HBT预失真电路

提出了一种具有串、并联负反馈网络的有源预失真电路,对其工作原理进行了分析.基于AWR MicrowaveOffice软件的仿真结果表明:该预失真电路能够产生增益扩展与负相位偏差,可将其用于补偿功率放大器后级电路产生的增益压缩和正相位偏差,提高功放的线性度.将该预失真电路作为输入级设计了一款功率放大器,并基于截止频率为29.5GHz的2 μm InGaP/GaAs HBT工艺成功流片,测试结果表明:在3.5 V偏置电压下、1.5～1.8 GHz频段范围内,功放的功率增益可达27dB,P1dB为28 dBm,最大功率附加效率为36%.     

线性光耦HCNR201原理及其在轴承故障检测中的应用

因铁路货车轴承故障检测现场工况复杂,各种电磁干扰信号极易随被测信号进入测量系统.针对这个问题,设计了用高线性度模拟光耦HCNR201和运算放大器实现的电压隔离硬件电路.该电路中,线性光耦的前端用一个运算放大器构成一个负反馈放大器,用来检测模拟电压信号;线性光耦后端的运算放大器进行电流与电压之间的转换,最终输出电压信号,实现电压信号的1：1隔离传输.实验结果表明：该方法测量电压线性度好、精度高.     

2～20GHz分布式单片放大器设计

介绍了一种采用0.15μm GaAs PHEMT工艺设计加工的2～20 GHz宽带单片放大器,为了提高电路的整体增益和带宽,在设计电路时采用两级级联分布式结构。此种电路结构不仅能够增加整体电路的增益和带宽,还可以提高电路的反向隔离,获得更低的噪声系数。利用Agilent ADS仿真设计软件对整体电路的原理图和版图进行仿真优化设计。后期电路在中国电子科技集团公司第十三研究所砷化镓工艺线上加工完成。电路性能指标:在2～20 GHz工作频率范围内,小信号增益>13.5 dB;输入输出回波损耗<-9 dB;噪声系数<4.0 dB;P-1>13 dBm。放大器的工作电压5 V,功耗400 mW,芯片面积为3.00 mm×1.6 mm。     

The Coupled-Cavity Transmission Maser-Analysis

This paper discusses an analysis of a maser amplifier structure (developed at Hughes Research Laboratories) consisting of a cascade of iris-coupled /spl pi/ / 2 cavities intermixed with isolators. Starting from the basic media susceptibility, narrow-band equivalent networks and matrix representations are derived for maser and isolator cavities. A rational function approximation to the over-all gain function is thereby derived by matrix methods. From one viewpoint, the over-all amplifier may be regarded as a negative-resistance inverse-feedback amplifier. The key design parameter is shown to be the isolator roundtrip attenuation. Excess isolation yields an overly rounded gain-frequency characteristic, while deficient isolation yields a characteristic with excess ripple or instability in the extreme cases. The feedback effects associated with intermediate "optimum" values of isolation reduce the effective gain per cavity below the normal gain of a single cavity, but in return one obtains a reduced gain sensitivity which may be reduced to a value comparable to or lower than that of the pure traveling-wave maser.     

Distributed amplifiers as duplexer/low crosstalk bidirectionalelements in S-band

Research into a novel class of distributed amplifiers which have a high isolation bandstop response in the reverse gain direction is described. These devices may be used as duplexer/circulator or bidirectional amplifier elements which, for many applications, can perform the function of ferrite isolator and circulator elements. The authors detail the design of such an amplifier, working in the S-band, and gives measured test data     

基于分档切换的射频宽带放大器的设计

针对现行的增益放大器对于低频10M赫兹和高频段的放大特性不能满足增益的一致性,同时每个增益放大器都需级联才能满足0~60d B可调,但级联会产生指标的降低的问题,文中提出一个射频宽带增益放大器。其高频段模块电路是由输入电路、三级16d B放大电路和四选一切换器、增益可调放大器和输出驱动电路组成的模拟电路构成,系统控制模块以STC单片机为主,可完成增益设定、控制四选一切换器、增益可调电路等功能。测试结果表明文中提供的射频宽带放大器,相比传统的射频宽带放大器,在提供较低频段和高频段增益放大且提供增益一致性的同时,能够提供更高的线性度。     

一种-16 dB ~12 dB增益范围的高线性度PGA设计

可编程增益放大器广泛应用于射频接收通道,起中频放大、驱动模数转换器的功能.基于电阻反馈运放设计的可编程增益放大器具有动态范围大、线性度高的特点.文中采用互补金属氧化物半导体工艺设计实现了一种基于全差分运放和衰减器的宽范围、高线性度可编程增益放大器.测试结果表明增益变化范围为-16dB～12dB,步进为1 dB,输出1 dB压缩点大于10 dBm@60 MHz,输出三阶交调点大于26 dBm@60 MHz.     

Push-pull circuits using n-p-n and p-n-p InP-based HBT's for poweramplification

P-n-p heterojunction bipolar transistors (HBTs) have been combined with n-p-n HBTs in a push-pull amplifier in order to obtain improved linearity characteristics. Simulations of common-collector push-pull amplifiers demonstrate an improvement of 14 dB in second harmonic content at the onset of power saturation under class-B operation. Further improvement of 14 dB in the third harmonic content is shown by moving to class-AB operation at an expense of 4% decreased efficiency. A common-emitter push-pull amplifier was fabricated using both n-p-n and p-n-p HBTs with external matching and couplers. Testing of the circuit under class-AB conditions showed better third-order intermodulation (by ~9 dBc) and smaller second harmonic content (by ~11 dBc) compared with n-p-n HBTs alone. While the second harmonics were shown to combine destructively in the push-pull amplifier, total cancellation of the second harmonic was prevented by the wide difference in linearity characteristics of the n-p-n and p-n-p HBTs. In addition, the circuit produced over 2 dBm more output power than the n-p n HBT alone at 1 dB of gain compression     

基于GaN HEMT 器件的宽带高效功率放大器

介绍一种宽带高效放大器设计方法,并基于GaN HEMT器件研制了宽带高效功率放大器。采用源牵引和负载牵引方法获得适应宽带条件的最佳源阻抗和负载阻抗,然后综合宽带匹配网络并实现测试电路设计。实测结果表明,该放大器在0.9～2.7GHz工作频带范围内,放大器输出功率均大于10W,工作效率在51%～72%之间,增益大于13dB。为改善放大器线性度指标,采用商用预失真芯片搭建简单的预失真电路对放大器进行线性化校正,并给出了详细的测试结果。     

High linearity 5.2-GHz power amplifier MMIC using CPW structure technology with a linearizer circuit

A built-in linearizer was applied to improve the linearity in a 5.2-GHz power amplifier microwave monolithic integrated circuit (MMIC), which was undertaken with 0.15-μm AlGaAs/InGaAs D-mode PHEMT technology.The power amplifier (PA) was studied taking into account the linearizer circuit and the coplanar waveguide (CPW) structures. Based on these technologies, the power amplifier, which has a chip size of 1.44 × 1.10 mm~2, obtained an output power of 13.3 dBm and a power gain of 14 dB in the saturation region. An input third-order intercept point (IIP_3) of-3 dBm, an output third-order intercept point (OIP_3) of 21.1 dBm and a power added efficiency (PAE) of 22% were attained, respectively. Finally, the overall power characterization exhibited high gain and high linearity, which illustrates that the power amplifier has a compact circuit size and exhibits favorable RF characteristics. This power circuit demonstrated high RF characterization and could be used for microwave power circuit applications at 5.2 GHz.