2.3-射頻小信號放大器電路設(shè)計課件

2.3射頻小信號放大器電路設(shè)計實例

2.3.1基于MBC13720的2.4GHz低噪聲放大器（LNA）電路MBC13720是一個低噪聲放大器（LNA）集成電路芯片，可滿足400MHz～2.4GHz頻率范圍內(nèi)射頻小信號放大應(yīng)用要求，工作電壓為2.5～3.0V，輸入、輸出匹配滿足設(shè)計的靈活性要求。MBC13720具有四種工作模式：低IP3、高IP3、旁路和待機模式。低IP3模式和高IP3模式工作電流為5.0mA和11mA，具有可完全關(guān)斷器件的待機模式。最高的輸入互調(diào)截點IP3為10dBm（1.9GHz）和13dBm（2.4GHz）。最低的噪聲系數(shù)為1.38dB（1.9GHz）和1.55dB（2.4GHz）。MBC13720采用SOT-363封裝，引腳功能如下：引腳2，VCC，電源電壓；引腳3，RFOut，射頻輸出；引腳4，RFIn，射頻輸入；引腳5，GND，接地端。引腳6EN1和引腳1EN2功能真值表見表2.3.1。MBC13720內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖2.3.1所示。該電路由一個放大器、一個開關(guān)和一個偏置控制電路構(gòu)成。在低IP3模式下，電流消耗較小。高IP3模式的電流消耗大，以便提高截獲點性能。低IP3模式具有較好的噪聲系數(shù)性能。圖2.3.1MBC13720內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖內(nèi)部的旁路開關(guān)是為寬帶應(yīng)用而設(shè)計的，旁路開關(guān)使旁路模式和放大模式間的輸入和輸出回波損耗的變化最小，使LNA的輸入端和輸出端的失配最小，使匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計被簡化。在外部匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中，滿足匹配條件未必能夠提供最佳的噪聲系數(shù)性能，應(yīng)綜合考慮噪聲系數(shù)、增益和截獲點之間的平衡。MBC13720在1.9～2.4GHz時LNA應(yīng)用電路原理圖、印制板圖和元器件裝配圖如圖2.3.2所示。圖中T1、T2、T3為50

的微帶線。圖2.3.22.4GHzLAN應(yīng)用電路(c)2.4GHzLNA應(yīng)用電路的印制板圖2.3.2基于MGA72543的1.9GHz

低噪聲放大器電路MGA72543是一個經(jīng)濟的，易使用的GaAs（砷化鎵）MMIC（單片式微波集成電路）低噪聲放大器（LNA），工作頻率范圍為0.1～6.0GHz，工作電壓為2.7～4.2V。噪聲系數(shù)在2GHz時為1.4dB，在芯片上的旁路開關(guān)損耗為+2.5dB（Id<5

A）。它提供一個完整的具有可調(diào)IIP3（輸入三階截點）LNA解決方案，IIP3可固定在為達到接收器的線性要求所需的水平，IIP3為+35dBm，可調(diào)IIP3范圍為+2～+14dBm。MGA72543的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3.3所示，有一個單級的GaAsRFIC放大器，一個完整的旁路開關(guān)。旁路開關(guān)可看做是一個1bit數(shù)字AGC（自動增益控制）電路。放大器具有14.4dB的增益。輸入和輸出內(nèi)部匹配到50

。圖2.3.3MGA72543的內(nèi)部結(jié)構(gòu)MGA72543有放大和旁路兩種工作模式，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由器件的電流控制。當器件的電流大于5mA時，它作為一個放大器。如果器件的電流被設(shè)定為0，內(nèi)部的旁路開關(guān)導(dǎo)通，器件轉(zhuǎn)換為旁路模式，在這個模式中，放大器關(guān)閉，信號通過放大器旁邊的通道發(fā)送，大約有2.5dB的損耗。當接收高信號電平時，旁路模式能擴大動態(tài)范圍。把MGA72543置為旁路模式的最簡單的方法是把引腳1和4的接地端開路，此時MGA72543的內(nèi)部控制電路自動從放大器模式轉(zhuǎn)化到旁路狀態(tài)，且器件電流幾乎下降到0。旁路狀態(tài)的電流消耗通常是2

A，最大為15

A。當設(shè)定為旁路模式時，輸入和輸出都由內(nèi)部匹配到50

。MGA72543采用SOT-343（SC70）封裝，引腳端3（INPUT&Vref）為射頻輸入和電壓基準；引腳端2（OUTPUT&Vd）為射頻輸出和電源電壓；引腳端1和引腳端4（GND）為接地。MGA72543工作在1900MHz應(yīng)用電路的原理圖、印制板圖和元器件布局圖如圖2.3.4所示，應(yīng)用電路的元器件參數(shù)見表2.3.2。這個應(yīng)用電路在+3V的電壓下工作。一個2位DIP開關(guān)，用來設(shè)定MGA72543的工作狀態(tài)。使用這個2位開關(guān)，可以把器件設(shè)置到以下狀態(tài)的任一模式：旁路模式；低噪聲放大器模式（具有低偏置電流）；發(fā)射機驅(qū)動放大器模式（具有高偏置電流）。圖2.3.4MGA725431900MHz應(yīng)用電路2.3.3基于BGA622的GPS接收機LNA電路一個基于BGA622的GPS低噪聲放大器（LNA）電路的電路原理圖和印制板圖如圖2.3.5所示，電路元器件參數(shù)見表2.3.3。該電路可達到的技術(shù)性能指標為：插入功率增益|S21|2為15.4dB；噪聲系數(shù)NF為1.3dB；輸入回波損耗|S11|2