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2.2 稳定因子
电路的稳定性设计必不可少,因为高增益放大器比较容易自激。考虑放大器的稳定性时主要考虑的是稳定系数K 和|Δ| ,为了得到绝对稳定的网络,必须满足K>1和|Δ| <1。
稳定系数K 和|Δ| 的表达式如(4)和(5)所示:
当上面两个条件同时满足时,放大器绝对稳定;如果这两个条件不能同时得到满足,放大器将存在潜在的不稳定和振荡。此时需要采取一些措施来改善放大器的稳定性,主要方法有:源极串联负反馈;漏极与栅极并联负反馈;漏极串联电阻和漏极并联电阻;插入铁氧体隔离器等。
3 ADS仿真及电路测试
根据Avago公司提供的ATF54143的晶体管模型,在ADS中建立电路,对设计的低噪声放大器的S参数和噪声系数进行仿真和优化。考虑到制作加工过程中可能带来的误差,设计仿真的性能指标设置必须高于所要求达到的性能指标。通过反复的优化,最后得到的仿真结果为:在50~300 MHz频带内,增益为23 ± 0.2 dB,噪声系数小于0.4,输入驻波小于1.4,输出驻波小于1.4。
根据仿真结果,制作PCB板,装配放大器,如图3所示。
然后使用安捷伦公司的E5061A网络分析仪和N8975噪声系数分析仪对放大器进行测试,增益、驻波和噪声系数的测试结果分别如图4、图5和图6所示。
图3 放大器实物图