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低噪声放大器模块化分析与设计的等效噪声模型法的研究

本文从双端口网络等效噪声模型为依托,通过采用精密测量所得的全参数E_n—I_n模型描述有源器件的噪声,以有效地提高低噪声放大器的设计精度;并通过研究E_n—I_n模型与其它六种等效噪声模型的谱关系实现复杂噪声网络的模块化分析与设计,从而简化了噪声估算的过程。希望通过本文研究能开发出适用于复杂电路低噪声优化设计的CAD软件,并使它具有规范、通用性强、精度高和运算快速的优点。全文共分四章。在第一章中,应用全参数E_n—I_n噪声模型精确计算了低噪声设计参数,如等效输入噪声电压E_(ni)、最佳源阻抗Z_(sopt)和最小噪声系数F_(min),并指出忽略噪声相关系数γ的影响会造成最大30%的计算误差。在第三章中,介绍了基于E_n—I_n模型的模块化分析与设计理论,并着重解决了多级噪声网络的E_n—I_n模型的综合问题与晶体管放大器偏置电路的噪声计算问题。在第三章中,进行了实验分析,验证了本文方法在低、高频分立电路和集成运放电路噪声分  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

《低温与超导》2011年10期
低温与超导

S波段低温低噪声放大器技术研究

1引言接收机主要功能是将天线接收到的微弱信号经低噪声放大、变频等处理后传输至信号处理终端。由于深空探测的地面接收信号极其微弱,常温接收机无法达到其接收灵敏度,而低温接收机的低温放大器是在20K(-253℃)以下工作,可大大降低噪声,从而提高接收机灵敏度。低温低噪声放大器是决定深空探测的地面接收机灵敏度的关键器件,本文介绍了低温低噪声放大器使用的HEMT器件的噪声模型的建立,介绍了利用CAD技术优化设计低温低噪声放大器,对低温低噪声放大器的输入输出电路设计和低噪声设计进行了研究。该放大器在低温10K工作,增益≥30dB,噪声温度≤4K。2 HEMT器件的微波建模技术HEMT器件的噪声等效模型是建立在HEMT器件的小信号等效电路模型的基础之上的,HEMT器件的噪声等效模型通常由本征噪声电流(电压)源、寄生噪声电流(电压)源和小信号等效电路模型元件组成,对HEMT器件来说,器件本征噪声源是指器件内部产生的栅极感应噪声、漏极沟道噪声和低...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国集成电路》2004年02期
中国集成电路

1.8V 5.2GHz差分结构CMOS低噪声放大器

减小密勒效应,提高反向隔离度。对于低噪声放大器的几个重要性能指标首先考虑输入阻抗匹配,通过在输人端源极与栅极各串联一电感实现50欧姆窄带匹配,如图1所示。℃习卜/、、、r|亡1.CMOS工艺具有成本低,集成度高的特点,使人们有可能实现无线通信系统的单片集成。随着CMOS工艺特征尺寸的不断减小,深亚微米CMOS工艺中有源器件的特征频率已达到50CHz以上,使得利用CMOS工艺实现GHz频段的高频模拟电路成为可能。本文描述采用0.18um CMOS工艺实现SGHz频段的低噪声放大电路。在射频接收电路中低噪声放大器是第一级有源电路,它所接收的信号通常是非常微弱的。当该信号幅度可与叠加在其上的内部噪声幅度相比拟时,输出的有用信号就会有很强的噪声背景,甚至完全被噪声淹没。因此要求前级放大器具有最小的噪声系数。因为它的噪声系数决定了整个接收电路的噪声系数。衡量一个低噪声放大器的性能指标包括:最小噪声系数,适当的增益,满足50欧姆输人阻抗匹配...  (本文共4页) 阅读全文>>

《曲阜师范大学学报(自然科学版)》2004年01期
曲阜师范大学学报(自然科学版)

用于皮电检测的低噪声放大器的设计与仿真

1 引  言人的生命现象是极其复杂的物质运动形式 ,反映这种物质运动形式的信息量是巨大的 .人体的肌体生理、病理等特征的重要信息可以通过不同的电信号反映到肌体表面 ,并且可以在肌体表面———皮肤上表现出来 .测量皮肤上一定部位的电势差 ,可作为临床诊断的有力依据 .皮肤电位一般在 5 0 μV~ 0 .2mV之间 ,是很微弱的 ,又由于 5 0Hz市电干扰的存在 ,加之检测中测量电极的噪声等影响 ,给皮电的检测带来了相当大的困难 ;皮肤电信号放大器本身也存在噪声 ,它们都会通过后面的各级放大器被放大 ,使被测信号的信噪比增大 .放大器的第一级是最关键的部位 ,因为它本身的噪声几乎与信号得到同样的放大量 ,所以设计低噪声放大器成为皮电检测的重要一环 .本文根据皮肤电位的电特性 ,设计了一种低噪声放大器 ,并利用微弱信号检测理论和电子仿真技术 ,计算和分析了这种低噪声放大器的噪声因子 .通过两结果的对比 ,证明这种低噪声放大器能够很...  (本文共4页) 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

CMOS蓝牙收发器中低噪声放大器的设计及高频噪声研究

对于CMOS无线收发器信机中的射频电路模块而言,低噪声是一个非常重要的性能指标。然而,无论是BSIM3噪声模型还是著名的van der Ziel模型都不能很好地模拟亚微米MOSFET中的高频噪声,因此,对亚微米器件的高频噪声进行建模是本文的一个重点内容。本文首先从MOSFET热噪声的产生机制—载流子与热振动着的晶格原子或电离的杂质离子之间的随机碰撞出发,从微观的角度,分析了载流子速率大小与方向的随机变化所产生的噪声、射率的范围内载流子的速率波动所产生的噪声与Nyquist热噪声之间的关系。然后,基于亚微米MOSFET高频噪声的起源及短沟道效应,详细研究了漏极电流噪声与栅感应噪声,进行了定量的公式推导,给出了完整的高频噪声模型;还分析了器件的工作状态、尺寸大小以及外加偏置电压与其噪声性能之间的关系,从噪声优化的角度对电路设计给予指导;利用线性网络噪声分析原理将一个复杂电路系统(低噪声放大器)的噪声分析转化成多个表示噪声的相关矩阵间...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
华东师范大学

CMOS射频器件建模及低噪声放大器的设计研究

近年来无线通信系统的蓬勃发展使得高集成度、低功耗的无线收发机成为学术界和工业界的研发热点。无线市场曾一度被特征频率更高的异质结材料或硅基双极型、BiCMOS技术所主导,但随着CMOS工艺尺寸的不断减小和工艺技术的不断进步,MOS晶体管的特征频率已经超过20GHz,甚至达到了100GHz,这一技术进步将逐渐改变传统的无线市场格局,使得研发全集成的CMOS无线收发机成为可能。但是,由于传统的CMOS工艺面向的是低频模拟电路及数字电路设计,因此应用CMOS工艺实现全集成无线芯片的挑战之一便是缺乏准确的晶体管RF交流模型。因此,本文从讨论晶体管的BSIM3v3模型与测试数据的差异出发,提出了一个包含栅极电阻模型和衬底电阻网络模型的晶体管RF交流模型,并通过测试实验数据进行了验证。采用CMOS工艺实现射频集成电路的另一个挑战是缺乏准确的晶体管噪声模型。传统的噪声模型,无论是van der Ziel噪声模型,还是BSIM3v3噪声模型均采用...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>