雷达中频放大器的线性对数双特性设计

雷达数字中频接收机需要一个线性中频预放大电路和一个监测用的对数中频放大器。采用射频变压器形成输入匹配网络,采用高性能低噪声宽带差分放大器AD8350作为线性放大器件,采用双调谐回路作为选频网络,采用魔T电路构成功率分配网络,采用高动态范围宽带对数放大器AD8309作为对数放大器件,设计了一个兼具线性和对数特性的中频放大器。实验表明,该放大器中频输入输出阻抗50Ω,中心频率30 MHz,带宽4 MHz。线性通道增益为18 dB,输出动态范围达98 dB(1 dB压缩点-90 dBm和+8 dBm)。对数通道中,在输入功率为-68 dBm～-8 dBm时,对数放大器输出电压范围对应为0.19 V～2.06 V。     

一种超宽共模输入范围高性能运算放大器的设计

在分析运算放大器一般输入级电路结构的基础上,文章设计出一种新颖的电路结构以实现运算放大器的超宽共模输入范围,摆脱了电源电压对信号共模电平范围的限制,解决了一般运放输入级中容易出现的输入管饱和问题。电路采用1.6μm的P衬N阱BiCMOS工艺制程,HSPICE仿真结果表明:电源电压为2.7V时,运算放大器的共模电平VCM输入范围为1V～7V,带宽为3MHz(相位裕度72.5),开环增益为62.5dB。     

Ka波段低噪声放大器的设计

利用pHEMT工艺设计了一个Ka波段微波单片低噪声放大器电路。电路采用四级放大的结构形式。利用微带电路实现射频输入、输出和级间匹配。采用多目标优化方法对电路增益、噪声系数、驻波比、稳定系数和输出1dB压缩点等特性进行了研究。设计出一个增益大于20dB,噪声系数小于1．0dB,1dB压缩点的输出功率在10dBm以上,性能优异的LNA。     

有线电视维护容易忽视的几个细节问题

(1)更换放大器时新换的放大器增益与原放大器增益不一致众所周知放大器的增益分为22 dB、26 dB、33 dB,由于建网的时间不同,放大器的级联数不一,所选放大器增益亦不同。随着时间的延续,放大器的损坏在所难免,因维修条件受限,更换放大器时,可能换上增益不一致的放大器。譬如原增益为22dB,换成增益为33 dB的放大器,导致输出电平过高,只能降低增益来解决。但是由放大器的模块增益原理可知,放大器的增益是固定的,降低电平输出其实质就是在输入端加一个衰减器,如原放大器的增益为22 dB,输入电平为72 dB,输出电平为94 dB,换成增益33 dB的放大…     

一种应用于射频功率放大器的ALC电路设计

阐述一种电路ALC(Automatic Level Control)设计,这种电路用来连续波射频功率放大器,是一种自动电平控制电路。电路特点是衰减量可以依照输出信号的功率进行控制,对放大器的增益和输出功率进行调节。放大器工作频率范围为300kHz～1GHz,在室温条件下,当输入功率在-15dBm～15dBm范围变化时,在ALC电路控制下放大器输出功率稳定在设定功率处,降低甚至消除放大器工作条件变化对放大器特性的影响。     

0.82～2.2GHz高线性功率驱动放大器设计

用Jazz0.35μmSiGe BiCMOS工艺设计了一个宽带、高线性和增益可调的功率驱动放大器。放大器采用两级级联结构,第一级采用差分结构,双端输入单端输出,第二级采用单端输入单端输出的共发射极放大结构,在3.3V电源电压下,放大器带宽达到0.82-2.2GHz,高增益模式下放大器小信号增益为29.7±1.3dB,低增益模式下小信号增益为19.7±0.9dB,输出1dB压缩点大于13.7dBm,总的直流电流小于20mA。     

有线电视故障一例

用户反映图像画面有横线干扰,且有些频道有串台现象,特别是在U段横线更为严重,但不影响收看.笔者开始认为很有可能是该处放大器发生自激,换一台放大器(捷迅4833)后,故障依旧,再测量该放大器的输入电平为75 dB.从机房到这些用户经过两级放大,查看第一级放大器处的用户电视画面也有轻微干扰,将第一级放大器(捷迅4833)换后,故障依旧,测量放大器输入电平为68～74 dB.笔者认为除了放大器无任何理由引起干扰,最后换两台网圣(WS-34EG)放大器,将两级放大器调好后故障排除.原因是原来的放大器(捷迅4833)输入电平只能小于或等于70 dB,超过70 dB就会引起交互调干扰,而网圣放大器输入电平在80 dB以下均能正常工作.提醒维修人员在使用放大器之前一定要认真阅读放大器的说明书.     

有线电视网络设备的维护与检修

1 放大器的维护与检修 放大器是网络传输的重要器件,在运行中常常出现故障而影响信号传输,维护人员必须懂得放大器的基本原理和一般故障的维修技术,以保证网络安全传输,以下是一种常见的故障现象:电视屏幕上出现白色竖直条干扰并缓慢移动,这是放大器调试不当而产生的一种交扰调制现象,也就是放大器不是工作在线性放大区而产生了非线性失真,检查发现放大器低端频道输入电平比高端频道输入电平高出10 dB,造成输人信号过高,此外电视屏幕出现"鬼影"干扰也可能是放大器进入非线性工作区造成的.     

线性放大器在不同的象限内可区分输入信号的极性

在一些应用中需要用到线性放大器,而线性放大器的增益与输八信号的极性相关。图1所示的是一个反相放大器,其在输出电压（输入电压）面的第二和第四象限内是线性的,但在第四象限的增益幅度比第二象限高。运放器IC1B在其反相和非反相输入端分别充当差分放大器,     

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.     

一种用于超宽带接收机的CMOS可变增益低噪声放大器

本文介绍一种符合中国超宽带应用标准的工作频率范围为4.2-4.8 GHz的CMOS可变增益低噪声放大器(LNA)。文章主要描述了LNA宽带输入匹配的设计方法和低噪声性能的实现方式,提出一种3位可编程增益控制电路实现可变增益控制。该设计采用0.13-μm RF CMOS工艺流片,带有ESD引脚的芯片总面积为0.9平方毫米。使用1.2 V直流供电,芯片共消耗18 mA电流。测试结果表明,LNA最小噪声系数为2.3 dB,S(1,1)小于-9 dB,S(2,2)小于-10 dB。最大和最小功率增益分别为28.5 dB和16 dB,共设有4档可变增益,每档幅度为4 dB。同时,输入1 dB压缩点是-10 dBm,输入三阶交调为-2 dBm。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器,电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调,同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化,芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430-2330MHz,增益调节范围为-3.3-9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器.电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调.同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化.芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430～2330MHz.增益调节范围为-3.3～9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm.     

一种新型的5GHz自适应偏置及可变增益低噪声放大器

该文提出了一种新型的自适应偏置及可变增益低噪声放大器(LNA),利用电荷泵(亦称电压倍增器)将LNA输出信号转换成与LNA射频输入信号功率成比例变化的直流信号,以此信号同时反馈控制LNA的偏置和增益,来实现自适应偏置以及可变增益低噪声放大器, 从而极大地改善了LNA的输入线性范围。鉴于5GHz频率下,Bipolar相对于CMOS更好的频率特性和低噪声特性,该项研究采用了BiCMOS工艺,实现了低于3.0dB的噪声系数(高增益状态下)和大约13dBm的输入三阶交调点IIP3的控制范围以及大于15dB的增益控制范围。     

一种ISM 2.4GHz的低功耗低中频射频接收机前端

本文描述了一种工作在2.4GHz ISM频段的低功耗、低中频射频接收机前端电路,使用TSMC 0.13um CMOS工艺。整个前端包括一个低噪声放大器以及两次变频下变换混频器。低噪声放大器通过在输入级引入额外的栅-源电容实现了低功耗与低噪声的设计;在下变换混频器设计中,分别使用一个单平衡射频混频器以及两个双平衡低中频混频器实现两次变频下变换技术;射频混频器输入晶体管源极串联电感-电容谐振网络以及低噪声放大器输出级的电感-电容谐振网络总共实现了30dB的镜像抑制率。整个前端占用芯片面积约0.42mm2,在1.2V的供电电压下,仅耗功率4.5mW,实现了4dB的噪声系数,在高增益模式下,获得-22dBm的三阶交调线性度,整个链路电压增益为37dB。     

与防水有关的几例故障检修

（1）很多用户反映有线电视图像有雪花点，尤其是高端（u端）信号雪花点更多，无法收看。维护人员从故障出现的放大器查起，测得此处放大器主输出口电平只有78dBμV，属不正常，再检查输入电平只有49dBμV，说明问题不在放大器上，而输入信号是-7线经过分支器106的BR口衰减后产生的，笔者取下106分支器，直接用长双通连接，再测输入信号为55dB。仔细检查，笔者发现输入电缆-7线F头中有水，剪去一小截，发现线中仍然有水，再向前多剪一些，直到-7线中没有水为止，重新做好-7F头，接上后再测放大器主输出口，电平达99dBμV，属正常，图像清楚。     

高频信号差引出的电源故障

某村用户反映高端各台图像不清楚，经查此信号传输受区域限制采用的是线芯倒供电方式，输入第一级放大器的高低端电平均在75—80dB，属标准信号，此放大器为分配口，即上口供电传输信号，下口就地带用户，测量其输出口电平发现与输入电平基本一致，调整增益及均衡均无变化．因此认为此放大器已损坏，但更换一台新放大器故障依旧。在拆卸信号输入头时，偶然发现放大器电源指示灯熄灭，这个现象使人产生疑问，因为是反供电，应与输入无关，当时立即测量来电口，显示只有8V左右，将输出电缆头接上放大器灯不亮，又将信号输入头接上放大器灯亮，     

2.45 GHz 0.18 μm全差分CMOS低噪声放大器设计

设计了一个基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺的2.45 GHz全差分CMOS低噪声放大器.根据电路结构特点,采用图解法对LNA进行功耗约束下的噪声优化,以选取最优的晶体管栅宽;设计了仅消耗15 μA电流的偏置电路;采用在输入级增加电容的方法,在改善输入匹配网络特性的同时,解决了栅极电感的集成问题.仿真结果表明:LNA噪声系数为1.96 dB,功率增益S_(21)超过20 dB,输入反射系数S_(11)和输出反射系数S_(22)分别小于-30 dB和-20 dB,反向功率增益S_(12)小于-30 dB,1 dB压缩点和三阶互调输入点IIP3分别达到-17.1 dBm和-2.55 dBm,整个电路在1.8 V电源下功耗为22.4 mW.     

基于ADS仿真的宽带低噪声放大器设计

设计了一个S频段宽带低噪声放大器.该放大器采用两级E-PHEMT晶体管(ATF541M4)级联结构,单电源供电模式.应用微波仿真软件ADS对匹配电路进行了优化设计,最后通过S参数及谐波平衡仿真得到放大器的各项性能参数,在2.7～3.1 GHz频率范围内噪声系数小于0.6 dB,带内增益大于30 dB,带内平坦度小于±1 dB,输入输出驻波比小于1.6 dB,1 dB增益压缩点输入功率不小于-15 dBm.仿真结果表明,该设计完全满足性能指标要求.     

具有宽带输入匹配性能和高线性度的31.7 GHz CMOS基毫米波低噪声放大器

本文基于CMOS工艺设计了一种工作于31.7GHz具有良好输入匹配性能和线性性能的低噪声放大器。宽带输入匹配性能的实现基于一种简单的LC网络的组合,使得S11的曲线在-10dB以下出现1个以上的凹谷。为了获得输入阻抗Zin与负载的关系,文中分析了匹配电路的原理,确定了影响Zin的关键因素。文中着重对Zin和负载配置的关系进行了深入探讨,这在以往并未引起太多关注。此外,本文使用级联矩阵建立了输入级噪声模型而非使用传统的噪声理论,这样一来,Zin和NF便可以用统一的公式进行计算。线性分析在本文也有所涉及。最后,本文设计了一个低噪声放大器加以验证。芯片测试结果表明本文设计的低噪声放大器具有9.7dB的功率增益,S11在频率高于29GHz的仪器量程范围内全部在-10dB以下。测得的输入1dB压缩点和3阶交调点分别为-7.8dB和5.8dB。低噪声放大器的制造采用90 nm射频CMOS工艺,包括焊盘在内整个芯片的尺寸为755 um x 670 um。电路在1.3 V电压下的耗散功率为24 mW。