LNA匹配问题请教大家帮助

vinkingking · 发表于 2006-5-12 13:54:00

我作低噪声放大器，直流偏置电路都选好了，只是现在对输入匹配的调试糊涂的不行，我先说我的理解，对于LNA，输入匹配主要是为了降低噪声系数，要求S11的共轭等于Sopt,输出匹配则要共轭匹配来达到最大功率传输，最终必须要在增益和噪声系数间取的一个折衷。我设计的目标是要求增益至少为15dB,噪声系数小于1dB。现在我调谐L和C的取值，不知道用ADS看哪个标准，怎样看增益圆和噪声圆我还不会，但是也不会是将S11调到SMITH圆心就好了吧[upload=jpg]UploadFile/2006-5/06512@52RD_未命名.jpg[/upload]

+1 RD币

+1 RD币
图文并茂，加两分

[此贴子已经被awp666于2006-5-12 20:14:21编辑过]

louyihui · 发表于 2006-5-12 16:06:00

我也在做匹配，也遇到了类似的问题。。。

七喜微波 · 发表于 2006-5-12 19:01:00

今天也在做这个电路，还没到你那一步，你的问题我问下我的师傅啊

awp666 · 发表于 2006-5-12 20:21:00

对于你来说，最简单的方法是直接用ADS优化，优化目标设为增益和噪声系数。如果以后熟练了再用smith原图的方法。smith原图是看等噪声圆和等增益圆的交点，选择交点后，在匹配到50ohm处。不过既然你做的是有一定频带的LNA，用优化的方法最快。[em15]

vinkingking · 发表于 2006-5-12 20:48:00

期待七喜微波的交流，同时感谢版主的帮助。我在实际优化的时候，输入匹配和输出匹配总是互相影响，让人调的时候很摸不着头绪，不知道大家一般的经验如何，比如调输入匹配的时候，输出匹配电路是怎样处理呢？反过来怎样处理输入匹配电路呢，相信不少朋友也有类似的问题，希望有人能解答一下啊。我会按照版主的建议先优化试试，不过我的题目最终要求用噪声圆和增益圆的方法，一个人琢磨很痛苦啊，还是希望大家能多多帮助，我先谢谢各位了！

awp666 · 发表于 2006-5-12 21:04:00

从你这个电路结构来看，输入输出匹配的确是相互影响的。影响LNA性能有匹配电路和工作点，这两个都会有影响。不同的工作点放大和噪声系数也不同。你应该先选择一个你觉得可以的工作点，确定下来分压电阻电容等等。然后再着手调匹配电路。否则会很麻烦。至于噪声圆和增益圆的方法，我建议你去下载Ansoft designer的有源电路设计demo，看一下就明白了，这个demo，我在这个网站见过。不用急，我当初设计那会也费了不少脑筋。[em15]

vinkingking · 发表于 2006-5-12 21:26:00

嗯好的，我做的时候也是先确定了工作点（3V60mA），算好了分压电阻，各个旁路电容的阻值，再调的匹配电路。版主提到的资料我要赶快找来学习，多谢你指路啊！希望通过学习能有突破，有不清楚的地方，还望大哥们指导！[em01]

vlivli · 发表于 2006-5-12 22:13:00

我也来说二句，用ATF54143实现你的指标，应该来说还是容易的。对于你图中ATF54143二个源极的线，用16mli宽度，应该是小了，应该用0.6mm的线，目的是让它工作在绝对稳定状态。漏极输出最好串一个1.5nH电感，其他还是靠调试了，仿真的指标再好，也和实际调试结果有出入。[br]+3 RD币

vinkingking · 发表于 2006-5-12 22:50:00

我查过一些应用文档，有的也是在漏极加了一个电感12nH,不太明白作用，关于源极引线的建议，我也作了修改，我用SMITH圆画了900MHz时的噪声圆和16dB增益圆，同时加上了Sopt和S11点，只是调谐的时候标准不知道是什么（将什么调近什么），我唯一确定的是噪声圆的值要小于1（废话，大家见笑了），我想问一下大家，此时S11或其共轭与Sopt有什么关系吗？噪声圆和增益圆的交点有什么特殊作用吗，可否作为什么标准呢？不懂得东西挺多的，多谢大家帮助分析解决，小弟这里有礼了UO [em14]

vinkingking · 发表于 2006-5-12 22:56:00

关于我的原理图，我的工作频率范围是870MHz~880MHz，我的Vdc标错了，应该是5V，C3和C5我算是参照别的电路选择的，有点盲目，不知道影响大不大，它们的作用好像是来做低频旁路的，希望做过类似设计的前辈们指点。[em08]

Arm720 · 发表于 2006-5-13 00:32:00

我的仿真工作还没有到楼主那一步罗，说说我的看法吧，前期学习的理论知识。设计步骤为：
1）先仿真稳定园，通过源极加微带线电感实现
2）在第一步的基础上作输入级低噪声匹配，方法为：Gt增益圆，NF园，稳定园。找出满足和器件GamaOpt接近的点作为GamaS，这个点能同时满足你的噪声系数，增益的设计指标。一般情况下，是不能直接使用GamaOpt作为GamaS，因为此时LNA增益一般难以满足要求。
3）第二步为输出的最大功率输出匹配，也就是共轭匹配，确定GamaL；通过第一步的GamaS，通过共轭匹配公式能算出GamaL。（我目前也不知道ADS能不能在Smith园上从GamaS点映射到GamaL点）
Smith圆匹配轨迹为源内阻和负载内阻分别到 GamaS 和 GamaL点处。
说明：我个人觉得不是通过L，C参数的调整来看S参数，而是先确定系统反射系数，来确定L，C的值；如果你要做产品合格率检查，那也是验证你的L，C满足系统要求后，做偏差和预算仿真。

awp666 · 发表于 2006-5-13 07:42:00

噪声圆和增益圆的交点转回smith圆心确定匹配网络形式

vinkingking · 发表于 2006-5-13 11:13:00

版主提到的资料，能更具体一些吗？找起来很费力啊，到现在也没找到相关的，还有以前没用过ansoft designer,听说是可以仿3D电磁场的，不知道电路仿真怎样，至于我的电路，还在苦苦思索中，优化我也试过，S21和nf(2)作目标，加重nf(2),不过优化的结果好像比原来的更差一些。手动调谐的话，噪声圆，增益圆，S11都在变化，看的我头大，射频难啊。还有一个疑问，我有对应偏置条件下的S2P文件，导入到一个2端口模型，这样的话应该算是偏置电路也被包括进去了，在这上面应该不能调匹配吧，考虑到我匹配电路的结构，如我的输入匹配电感直接与偏置电路相连，这样的话，如果用2端口模型调匹配，不能将之处理为接地吧。如果在搭好的电路上调，怎样看GamaS和GamaIN呢,GamaS是往源端看包括输入匹配电路的反射系数，GamaIN是不包括输入匹配电路的往晶体管看的输入反射系数，目前我插入Zin控件，只能看源端子处的GamaIN,这个问题也很困扰的KO[em03][em03]

tina_whj · 发表于 2006-5-15 10:04:00

<DIV class=quote>以下是引用Arm720在2006-5-13 0:32:00的发言：

我的仿真工作还没有到楼主那一步罗，说说我的看法吧，前期学习的理论知识。设计步骤为：
1）先仿真稳定园，通过源极加微带线电感实现
2）在第一步的基础上作输入级低噪声匹配，方法为：Gt增益圆，NF园，稳定园。找出满足和器件GamaOpt接近的点作为GamaS，这个点能同时满足你的噪声系数，增益的设计指标。一般情况下，是不能直接使用GamaOpt作为GamaS，因为此时LNA增益一般难以满足要求。
3）第二步为输出的最大功率输出匹配，也就是共轭匹配，确定GamaL；通过第一步的GamaS，通过共轭匹配公式能算出GamaL。（我目前也不知道ADS能不能在Smith园上从GamaS点映射到GamaL点）
Smith圆匹配轨迹为源内阻和负载内阻分别到 GamaS 和 GamaL点处。
说明：我个人觉得不是通过L，C参数的调整来看S参数，而是先确定系统反射系数，来确定L，C的值；如果你要做产品合格率检查，那也是验证你的L，C满足系统要求后，做偏差和预算仿真。</DIV>

Arm720兄：请问你以上的“前期学习的理论知识”都是从哪里学的，能说一下参考资料的名字吗，或者能不能给我发一份资料。carter7@126.com非常感谢！
[em08][em08][em08]

Arm720 · 发表于 2006-5-15 11:42:00

tina_whj ，MM吧，我的主要参考书籍“射频电路设计－理论与应用”，你应该有吧，但是我没有英文版，如果有英文版就更好了；我也不是全部都看，遇到什么问题，就看哪一章；配合发表的文章，基本就可以深入研究了；我的资料很多，基本上都是从这个网站上下载的。有两篇资料写的非常的好：“RF低噪声放大器的设计与稳定性分析”“Maxim 优化噪声系数的低噪声放大器匹配技术”。 ---- 资料比较大，你如果有 CNKI 就没有什么问题，现搜一下吧；有问题就再给我发邮件吧。VinKingking兄，我个人觉得你的调试方法有点问题，负载端匹配的变化，会影响你系统的二端口S参数的；我的微带线还没有研究完，不能和你一起做同步仿真。

tina_whj · 发表于 2006-5-15 14:28:00

<DIV class=quote>以下是引用Arm720在2006-5-15 11:42:00的发言：

tina_whj ，MM吧，我的主要参考书籍“射频电路设计－理论与应用”，你应该有吧，但是我没有英文版，如果有英文版就更好了；我也不是全部都看，遇到什么问题，就看哪一章；配合发表的文章，基本就可以深入研究了；我的资料很多，基本上都是从这个网站上下载的。
有两篇资料写的非常的好：“RF低噪声放大器的设计与稳定性分析”“Maxim 优化噪声系数的低噪声放大器匹配技术”。 ---- 资料比较大，你如果有 CNKI 就没有什么问题，现搜一下吧；有问题就再给我发邮件吧。
VinKingking兄，我个人觉得你的调试方法有点问题，负载端匹配的变化，会影响你系统的二端口S参数的；我的微带线还没有研究完，不能和你一起做同步仿真。</DIV>

谢谢Arm720兄，我下到您推荐的两篇资料了，下午就看这个了，有问题再跟您联系

[em01]

billniu · 发表于 2006-5-16 22:58:00

我有一个问题想请教一下各位,楼主途中的C3,C4,C5,C6的电容值,如何确定亚,谢谢各位了

Arm720 · 发表于 2006-5-17 04:06:00

我感觉楼主有两个重要的问题还需要继续研究一下：（在目前这个条件下仿真会比较困难，有时候可能都调晕了）1）源极电感的作用和影响2） L1、C3 ；L2、C5的作用，滤波，隔直，还是匹配？

IvyKazuya · 发表于 2006-5-17 14:14:00

Arm720兄，关于稳定性分析的部分，在源极加微带线稳定带宽是要看到多宽呢？如果想在宽频带内绝对稳定的话，这个线长会很长，不好处理呢，而且这个感量会降低增益，往往增益会不够呢。。。如果我的带宽很窄，只要求十兆的话，稳定性要看到多少兆到多少兆的带宽比较合适呢这个微带线的尺寸，我仿真时发现线比较细或比较长会比较好，但我看有人建议到0.6mm左右，而我仿的0.254还不够呢，这个具体是怎样的呢？万望解答，谢谢~

IvyKazuya · 发表于 2006-5-17 14:23:00

<DIV class=quote>以下是引用awp666在2006-5-13 7:42:00的发言：
噪声圆和增益圆的交点转回smith圆心确定匹配网络形式</DIV>

awp666兄，关于这个，我有个问题想问一下，在确定这个交点的时候，是不是也得考虑一下驻波呢？因为源极微带电感不同则选定用来得到这个交点的增益和噪声也不同，是不是可以同时考虑下让这个交点尽量落在离圆心近的位置呢，这样就可以兼顾到驻波

		自动登录	找回密码
密码			注册

[讨论] LNA匹配问题请教大家帮助

本帖子中包含更多资源