一种高增益级联微波放大器设计与实现

由于某型设备的微波小信号放大需求,需要设计一款高增益微波放大器。本文给出了一种增益大于100 dB的多级放大器设计思路及设计过程,针对此设计进一步讨论了前置放大器、中间级放大器、末级放大器及混频器等各单元的器件的选择,完成了电原理图的设计以及PCB板的布置,最后对该放大器的进行了实测,结果表明该放大器实际总增益在105±0.130.24 dB,增益精度<±0.5 dB,达到了设计要求。目前此放大器已运用于某型发信监测设备中并取得了良好的效果。     

1～8 GHz宽频带微波放大器的设计

基于行波式和负反馈相结合的混合式宽带微波放大器电路结构,使用无封装GaAs PHEMT管芯,完成了1~8GHz微波宽频带放大器的研制。根据有耗匹配理论优化设计了放大器的输入输出匹配电路,以获取电路最佳宽带特性,并由器件模型等效参数对放大器进行了小信号仿真。研制的放大器在直流偏置为9V,电流为110mA的情况下,工作频带内测试的结果为:P-1为18dBm,增益波动为±1.0dB,带内VSWR<2.8,与仿真结果吻合较好,表明电路方案可行,可完全满足相关系统需要。     

C波段低噪声放大器的设计

低噪声放大器(简称低噪放)是射频接收前端中的重要部件.一个性能良好的低噪声放大器可大大改善接收机的信噪比.本文介绍了一种C波段低噪声放大器的设计原理和设计方法,并给出了设计结果.该放大器采用NEC公司的NE3210S01场效应晶体管(FET),为达到较高的增益和较好的增益平坦度,采用两级级联的方式.输出端串联一个有耗元件(电阻)保证放大器的稳定性.利用ADS强大的仿真优化功能设计了输入、输出及级间匹配电路,最终制成的放大器经反复调试后在4.5 G～5.5 GHz范围内增益(25±0.7)dB,噪声系数小于1.3 dB,输出驻波小于1.5,达到了设计要求.     

由一只电阻精确地确定增益的高性能差值放大器

本线路克服了差值放大器中的许多问题,并具有精确的电压增益,它的反相输入端和同相输入端都是高输入阻抗。电路的增益仅仅由一只电阻R_s来确定,并且R_s值的变化不影响放大器的平衡。这个线路具有±8V共模电压范围,不论电路的增益为多少,甚至增益降到1,电路都有超过100dB的高共模抑制。而许多差值放大器要达到这样的指标是有困难的。高开环增益     

60GHz无线收发机中宽带可变增益放大器的设计

本文采用TSMC65nmRFCMOS工艺设计实现了一种应用于60GHz高速无线通信接收机中的低功耗、高线性度、dB线性控制型的宽带可变增益放大器。该电路采用四级改进的Cherry—Hooper放大器级联结构．通过改变每级放大器单元中反馈电阻的大小获得22dB的可调增益。同时通过采用双负反馈直流失调消除电路,有效的减小了直流失调。仿真结果表明,可变增益放大器在1．2V低电压下,电路功耗仅为3．5row,增益变化范围为10dB～32dB;在最大增益32dB时3dB带宽为2．28GHz,增益压缩1dB时输出差分信号摆幅达到566mVpp。     

三类宽带高增益超声检测调理电路设计与比较

针对医用宽带超声小信号检测的不同效益需求,以分立元件、分立元件与集成运放结合、专用集成芯片3类可变增益放大电路为核心,分别给出不同类型的超声检测调理电路设计方案,并对其优缺点和适用范围进行了讨论。最后以PR5800超声收发器作为标准源,测试了基于放大器AD8334的实验电路,对脉冲超声信号进行放大和滤波,获得稳定的80 dB放大波形,并通过计算其信噪比换算了电路的输入噪声密度为0．7 nV／ Hz。所述电路能很好地达到80 dB最大增益、30 M Hz带宽＠80dB、输入噪声密度＜5 nV／ Hz的设计要求,为超声前端设计的成本、灵活度、方便性等问题提供了很好的参考。     

超宽带低噪声放大器反馈与匹配技术研究

针对宽带放大器平坦度低、宽带匹配性差等问题,从负反馈电路理论、超宽带匹配技术以及宽带电路和高频电路设计的器件选取等方面讨论了宽带低噪声放大器的设计。在ADS辅助下,设计了工作频段在0.2～3GHz超宽带低噪声放大器。通过优化电路元件各项参数,实现了30dB的高增益、±1.5dB平坦度、低于1.5dB的噪声系数、优于-10dB的输入输出回波损耗的目标。     

时间相关光子计数探测器电路的设计与实现

时间相关光子计数探测器作为痕量爆炸物检测器件,能有效地探测爆炸物的成分和含量。探测器电路主要包括硅光电倍增管（SiPM ）信号电路和信号放大电路。SiPM 信号电路主要功能为将爆炸物的具有指纹特征的拉曼光谱信号转换为电压信号,主要组成包括SiPM 器件、滤波降噪电容和限流电阻等。信号放大电路是将SiPM 输出的电压信号放大至可观测与统计的电信号,其核心为两级ERA‐8SM＋放大器,并配以合适的电感电容电阻,使电路在宽带宽（0．1 M Hz～1 GHz）的情况下保持增益稳定（～60 dB）。因此,本文设计的探测器电路具有高增益宽带宽的特点,具备应用价值。     

海洋环境噪声接收机的设计与实现

针对海洋环境噪声的测量,设计了一种低噪声、宽带、高动态范围的水声接收机。采用新一代真有效值转直流芯片AD8436实现噪声信号有效值的实时高精度计算,并通过微控制器调整程控增益放大器的增益码完成自动增益控制,同时自动记录系统增益值。该接收机具有良好的人机交互接口,既可在线传递系统的增益,又可按用户需求设定固定的增益。实验测试表明,该接收机的等效输入自噪声小等于3 μVrms,频率带宽为20 Hz~5.5 kHz,信号输入的动态范围大等于68 dB;且具有精度高、适应性强和电路性能稳定等特点,可较好地满足海洋环境噪声的测量与分析。     

适用于DCS1800/PCS1900的手持设备射频前端低噪声放大器设计

根据DCS1800和PCS1900的系统指标要求,采用全差分源级退化电感和共源共栅结构设计了一款适用于DCS1800/PCS1900双频手持设备的低噪声放大器电路并实现了高增益、低增益和旁路三种工作模式。电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明：在双频模式下,该低噪声放大器电路的最大电压增益分别是20.3dB和20.9dB,最小噪声系数分别是1.6dB和1.63dB,在1.8V电源电压下电流为5.5mA。     

高速流水线ADC中跨导放大器设计及误差分析

应用于8 bit,1.5 bit/级,100 M采样率,高速流水线型ADC的OTA放大器设计及实现,重点分析OTA放大器的非线性,如增益非线性、不完全建立误差对高速、低功耗ADC性能的影响,并使用MATLAB建模验证分析结果。OTA放大器采用功耗较低的套筒型共源共栅放大器基本结构,通过增益提高技术提高放大器增益,采用共模反馈消除各类不匹配带来的误差。从仿真结果上看,OTA放大器增益大于80 dB,单位增益带宽为960.5 MHz,建立时间为4.87 ns。实现的高速流水线型ADC,经仿真测试DNL为0.7 LSB,INL为1.02 LSB,符合设计要求。     

低噪声放大器的集成设计及测试

根据低噪声放大器的设计原理、结合南京电子器件研究所提供的器件模型,设计了S波段单片低噪声放大器,并在该所的砷化镓(GaAs)工艺线上流片生产,最后进行了测试.在2.2～2.8 GHz,增益大于21 dB,噪声系数小于1.95 dB,输入、输出驻波比小于1.45,在2.5 GHz处1 dB压缩输出功率大于11 dBm.测试结果表明,该电路易于集成、性能可靠,但驻波比还有待改善.     

成像声呐TVG/AGC电路的设计与实现

针对多波束成像声呐系统接收机前端对小信号的放大和对抗混响能力的要求,提出了一种幅度归一化的TVG/AGC增益控制方案,设计并实现了基于该方案的增益可连续变化的TVG/AGC电路。以LTC69121为核心可编程增益控制器件,辅以AFE5801内部的VGA模块,实现0.125dB的增益变化率。和传统的设计方法相比,该方案结构简洁,功耗更低,增益连续性更优越。实验结果表明,所设计的TVG/AGC控制电路工作稳定可靠,增益在0~40dB范围内连续可调。     

直流换流阀合成试验回路的仿真及其物理模型的建立

直流换流阀是高压直流输电工程的核心装置,其额定容量很大,在进行换流阀运行试验时,为降低试验容量,采用合成试验方法是一个合适的选择。提出了一种合成试验回路,能够正确地再现换流阀实际运行的电压与电流波形,符合运行试验的标准,而且能够满足运行试验的等效性要求。采用电力系统仿真软件Matlab/Simulink对该回路进行仿真研究,并搭建了按比例缩小的物理模拟试验回路进行验证,结果表明该合成试验回路的设计是可行的,可为高压换流阀运行试验装置的开发提供参考。     

真空断路器智能控制装置

介绍了基于新型高性能DSP和复杂可编程逻辑器件（CPLD）真空断路器智能控制装置设计。该装置能满足电力系统对数据处理能力和强实时性的要求,且有较高的可靠性。设置了系统监控、安全联锁、故障报警、短路保护等多种保护功能。设计了CPLD智能控制模块,并进行了时序仿真,验证了设计的正确性,具有较高的智能化水平和可靠性。断路器智能控制的实现对提高电网自动化程度和数字化变电站的发展具有重要意义。     

有源T型桥基波抑制电路研究与设计

为了提高基波抑制装置的性能,本文提出一种新的实用型有源T型桥基波抑制电路,它可以较好地解决基波抑制和谐波保持问题.理论分析和实验表明,电路的基波抑制度可达94dB以上,谐波衰减率不大于5%.在该基波抑制电路中设计了中和电路,消除了分布电容的影响,提高了基波抑制电路的应用范围.     

流水线模数转换器设计

设计了一款14位、125MS/s流水线模数转换器(ADC)。通过前端采样/保持电路(SHA)消除对输入信号采样的孔径误差,采用4位结构的首级转换电路提高ADC线性性能,设计了带输入缓冲的栅压自举开关以缓解首级转换电路输入采样开关中自举电容对SHA的负载效应,流水线ADC级间通过逐级按比例缩减策略使功耗得到节省。该设计采用0.18μm 1P5MCMOS工艺,ADC版图面积2.3 mm×1.4 mm。Spectre后仿真结果显示,采样频率125 MHz、输入信号在接近Nyquist频率(61MHz)处时信号噪声畸变比(SNDR)和无杂散动态范围(SFDR)可分别达到75.7 dB和85.9 dB。在1.8V电源电压下,ADC核心部分功耗为263 mW。     

多波束成像声呐调理采集电路的设计

介绍了信号调理采集电路在多波束成像声呐系统中的作用,提出了一种基于可编程器件的信号调理采集电路的设计方案,实现了对180路声呐接收信号的调理和采集.在实现电路功能的基础上,设计并优化了电路拓扑结构,以减少自身噪声且抑制外来干扰.系统电路设计简洁,性能优良,且具有较强的灵活性.针对多波束成像声呐的通道幅相不一致,提出了信号采集后进行幅相校正的方案.实际测试结果表明,经调理采集和幅相校正后,系统各通道采集信号幅相一致,电路能够同时调理和采集180路水声信号,调理电路总的动态范围可达70 dB.     

矿用隔爆兼本质安全不间断直流电源

基于本质安全电源的原理和特点,提出了一种提供不间断供电的矿用本质安全型电源装置。采用本质安全型两级过流过压保护,可以防止电源电路异常引起的输出电压过高或因负载短路引起的过流等现象,避免引起火花、烧坏电源和负载等危害。此外,实现了阀控铅酸蓄电池充电和供电的智能控制,使本电源在供电网络停电后继续对外提供2h直流电压(12V500mA)。     

基于数字控制的矿用电动挖掘机直流调速系统

本文针对传统的挖掘机电控系统存在技术落后、故障高、动态效率低、运行成本高、耗能高等缺点,设计了一套基于数字控制的挖掘机直流调速系统,系统采用小功率的CT-M75R驱动器,驱动12只大功率晶闸管组成的正反全控桥主回路,在控制回路中将电压反馈与电流反馈信号接入CT-M75R驱动器,利用驱动器内部丰富的软件功能,编程实现电压与电流的综合反馈.相比国内外电动挖掘机数字直流调速系统,该装置具有价格低、调速性能好、维护方便以及节能显著等优点.