無線傳輸系統(tǒng)中低噪聲放大電路的設(shè)計(jì)

2 低噪聲放大電路總體設(shè)計(jì)方案
圖1為無線傳輸系統(tǒng)原理框圖。接收端的功率放大電路模塊由于信道具有衰減特性，經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)竭_(dá)接收端的射頻信號(hào)電平多是μV數(shù)量級(jí)，因此需放大微弱的射頻信號(hào)。同時(shí)，信道中還存許多干擾信號(hào)，即噪聲，所以該系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用低噪聲的射頻功率放大電路。

2．1 低噪聲功率放大電路
低噪聲功率放大電路的核心器件是低噪聲功率放大器，由于目前市場(chǎng)上的低噪聲功率放大器性價(jià)比高，因此該低噪聲功率放大電路無需設(shè)計(jì)低噪聲功率放大器，而在于其外圍電路及阻抗匹配。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所選的低噪聲功率放大器應(yīng)滿足：工作頻段應(yīng)覆蓋無線收發(fā)器的工作頻率433 MHz；工作電壓為3～3.3 V；高增益；低損耗；小噪聲系數(shù)。
以下為射頻功率放大器的主要技術(shù)參數(shù)。
(1)工作頻率范圍(F)低噪聲功率放大器滿足各項(xiàng)指標(biāo)的工作頻率范圍。要保證各項(xiàng)指標(biāo)以及放大器的實(shí)際工作頻率應(yīng)盡可能在所指定的工作頻率范圍內(nèi)。
(2)功率增益(G)是指在輸入輸出端口相匹配下，輸出功率和輸入功率的比值。設(shè)計(jì)過程中要求功率增益越大越好。
(3)噪聲系數(shù)(NF) 噪聲系數(shù)常作為接收端的小信號(hào)低噪聲放大器的主要技術(shù)指標(biāo)，該電路設(shè)計(jì)要求噪聲系數(shù)越小越好。
(4)1分貝壓縮點(diǎn)輸出功率(P1dB)在放大器線性動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，其輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續(xù)增大，放大器進(jìn)入非線性區(qū)，其輸出功率不再隨輸入功率的增大而線性增大。通常把增益下降到比線性增益低1 dB時(shí)的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點(diǎn)，用P1dB表示。動(dòng)態(tài)范圍越大越好。
(5)三階截?cái)帱c(diǎn)(IP3) 三階截?cái)帱c(diǎn)是衡量功率放大器線性度的重要指標(biāo)，工程上常用三階截?cái)帱c(diǎn)表征互調(diào)畸變。
(6)輸入、輸出駐波比(VSWR)VSWR反映放大電路輸入和輸出端口的阻抗失配情況，因此低噪聲放大器的VSWR應(yīng)滿足：VSWR越小，反射越小，匹配越好，傳輸效率越高。
(7)回波損耗(Reverse Losation)它是信號(hào)反射性能的參數(shù)?；夭〒p耗說明入射功率的一部分被反射回到信號(hào)源。通常要求反射功率盡可能的小，這樣就有更多的功率傳送至負(fù)載。
2．2 低噪聲功率放大器選型
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，以及多種同類器件比較，RFMD公司的RF2361具有高性能、低噪聲、高增益、高動(dòng)態(tài)范圍，可接收10 dB的輸入信號(hào)，具有工作等待模式的特點(diǎn)，故選用RF2361作為L(zhǎng)NA主器件。
圖2為RF2361的引腳排列，其中：RF IN為低噪聲功率放大器輸入，需通過一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)達(dá)到50Ω阻抗匹配：RF0UT為低噪聲功率放大器輸出，也需通過一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)達(dá)到50Ω阻抗匹配；同時(shí)電源VCC給整個(gè)電路提供工作電壓。VPD用于控制偏置電流，與偏置電阻R1共同確定偏置電流。GND1、GND2為接地。