【摘 要】
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振荡器的基本电路由维持放大器和反馈网络组成,其中维持放大器引入的相位噪声对振荡器输出信号的相位噪声贡献很大。随着微波技术的发展,通信系统要求振荡器的相位噪声越低越好,这就要求我们必须设计出具有低相位噪声水平的放大器。本文仔细分析了放大器相位噪声的来源,总结了降低放大器相位噪声的方法,并在此基础上设计了两款低相位噪声放大器。第一款放大器采用有源低频负反馈结构,设计了一个工作频率为480-520MHz
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振荡器的基本电路由维持放大器和反馈网络组成,其中维持放大器引入的相位噪声对振荡器输出信号的相位噪声贡献很大。随着微波技术的发展,通信系统要求振荡器的相位噪声越低越好,这就要求我们必须设计出具有低相位噪声水平的放大器。本文仔细分析了放大器相位噪声的来源,总结了降低放大器相位噪声的方法,并在此基础上设计了两款低相位噪声放大器。第一款放大器采用有源低频负反馈结构,设计了一个工作频率为480-520MHz的低相位噪声放大电路以及三种增益带宽积分别为10MHz、800k Hz、100k Hz的有源低频负反馈网络。然后搭建绝对相位噪声测试电路和饱和法残余相位噪声测试电路,测试放大器在不同输入功率,以及不同反馈网络下的相位噪声。测试结果表明,工作在线性状态下反馈网络增益带宽积为800k Hz的放大器相位噪声最低,低至-168d Bc/Hz@1k Hz。这表明反馈网络的增益带宽积不同,降低放大器相位噪声的幅度也不同。在工作频率内,该放大器的增益大于15d B,输入/输出回波损耗均小于-15d B,噪声系数小于3.5d B,输入1d B压缩点为7.5d Bm。第二款放大器是一款宽带单片低相位噪声分布式放大器,使用具有低1/f噪声的Ga As HBT工艺,并使放大器偏置在A类线性状态,以便获得最低的相位噪声。采用Cascode结构设计了增益单元,提高了放大器在高频处的增益,拓展了带宽。在放大器输入处引入了一个匹配结构,改善了输入回波损耗。版图仿真结果表明在4-10GHz的工作频率内,放大器的增益大于20d B,输入/输出回波损耗均小于-10d B,噪声系数小于3.6d B,增益平坦度小于1d B,输入1d B压缩点为-4.8d Bm。
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