基于负反馈的微波小信号宽带放大器的设计

发布时间：2019-04-19 16:06

【摘要】：随着现代无线技术的发展,射频宽带放大器已经成为无线通讯系统中十分重要的一环,它的功能指标直接影响整个通讯系统的质量。如今无线通信系统主要占用的频率在300MHz～4GHz,如果能有一款放大器的工作频率能覆盖这些频段,那么将会极大节省系统的成本,同时也提高工作效率,本文的工作正是基于这样的需求下展开的。另外,高速数字信号在时域上的脉冲时间很短,决定了信号在频域内所占带宽很宽,这也对宽带技术提出了更高的要求。本文设计了两款宽带小信号放大器。第一款放大器采用负反馈与微带多枝节匹配的理论设计出频带为1GHz～4GHz、增益在23dB水平的宽带放大器。第二款放大器是基于芯片设计的频带在300MHz～3GHz、增益在40dB水平的宽带放大器,放大器前端加入了检波管、运算比较器和PMOS管,用来实现放大器可选择的最低功率门限分别为-65dBm、-55dBm和-45dBm,放大器后端还加入了 10dB、20dB和30dB的宽带衰减器,以实现放大器输出增益可以在10dB、20dB、30dB和40dB之间进行选择。本文最后还对放大器进行了版图设计和加工,利用矢量网络分析仪等测量工具对放大器各指标实测,对不合理的地方又进行大量调试,最终两款放大器的各项指标都达到预期要求。还对放大器进行长时间连续工作的检测,确保放大器的可靠性。
[Abstract]:With the development of modern wireless technology, RF broadband amplifier has become a very important part of wireless communication system. Its function index directly affects the quality of the whole communication system. Today, wireless communication systems mainly occupy a frequency of 300MHz / 4GHz. If there is an amplifier operating frequency that can cover these bands, it will greatly save the cost of the system and improve the efficiency of the system at the same time. The work of this paper is based on such requirements. In addition, the pulse time of the high-speed digital signal in the time domain is very short, which determines the bandwidth of the high-speed digital signal in the frequency domain, which also puts forward higher requirements for broadband technology. In this paper, two broadband small-signal amplifiers are designed. The first amplifier uses the theory of negative feedback and microstrip multi-branch matching to design a 1GHz / 4GHz broadband amplifier with gain at 23dB level. The second amplifier is a wideband amplifier with a band of 300MHz / 3GHz and a gain level of 40dB based on the chip. The amplifier front end is equipped with a detector, an operational comparator and a PMOS transistor. The lowest power thresholds for the amplifier are-65dBm, 55dBm and-45dBm, respectively. At the back end of the amplifier, 10dB, 20dB and 30dB attenuators are added to realize the output gain of the amplifier. The output gain of the amplifier can be selected between 10dB, 20dB, 30dB and 40dB. At the end of the paper, the layout of the amplifier is designed and processed, and the amplifier indexes are measured by means of vector network analyzer, and the unreasonable places are debugged in a large amount. In the end, the specifications of the two amplifiers meet the expected requirements. The amplifier works continuously for a long time to ensure the reliability of the amplifier.
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN722

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本文编号：2461094