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1、2.3 射频小信号放大器电路设计实例 2.3.1 基于MBC13720的2.4GHz低噪声放大器（LNA）电路nMBC13720 是一个低噪声放大器（LNA）集成电路芯片，可满足400MHz2.4GHz频率范围内射频小信号放大应用要求，工作电压为2.53.0V，输入、输出匹配满足设计的灵活性要求。nMBC13720具有四种工作模式：低IP3、高IP3、旁路和待机模式。低IP3模式和高IP3模式工作电流为5.0mA和11mA，具有可完全关断器件的待机模式。最高的输入互调截点IP3为10dBm（1.9GHz）和13dBm（2.4GHz）。最低的噪声系数为1.38dB（1.9GHz）和1.55dB（
2、2.4GHz）。nMBC13720采用SOT-363封装，引脚功能如下：引脚2，VCC，电源电压；引脚3，RF Out，射频输出；引脚4，RF In，射频输入；引脚5，GND，接地端。引脚6 EN1和引脚1 EN2功能真值表见表2.3.1。nMBC13720内部结构方框图如图2.3.1所示。该电路由一个放大器、一个开关和一个偏置控制电路构成。n在低IP3模式下，电流消耗较小。高IP3模式的电流消耗大，以便提高截获点性能。低IP3模式具有较好的噪声系数性能。图2.3.1 MBC13720内部结构方框图n内部的旁路开关是为宽带应用而设计的，旁路开关使旁路模式和放大模式间的输入和输出回波损耗的变化最
3、小，使LNA的输入端和输出端的失配最小，使匹配网络的设计被简化。n在外部匹配网络的设计中，满足匹配条件未必能够提供最佳的噪声系数性能，应综合考虑噪声系数、增益和截获点之间的平衡。nMBC13720在1.92.4GHz时LNA应用电路原理图、印制板图和元器件装配图如图2.3.2所示。图中T1、T2、T3为50的微带线。图2.3.2 2.4GHz LAN应用电路(c)2.4GHz LNA应用电路的印制板图2.3.2 基于MGA72543的1.9GHz低噪声放大器电路nMGA72543是一个经济的，易使用的GaAs（砷化镓）MMIC（单片式微波集成电路）低噪声放大器（LNA），工作频率范围为0.16
4、.0GHz，工作电压为2.74.2V。噪声系数在2GHz时为1.4dB，在芯片上的旁路开关损耗为+2.5dB（Id5A）。n它提供一个完整的具有可调IIP3（输入三阶截点）LNA解决方案，IIP3可固定在为达到接收器的线性要求所需的水平，IIP3为+35dBm，可调IIP3范围为+2+14dBm。nMGA72543的内部结构如图2.3.3所示，有一个单级的GaAs RFIC放大器，一个完整的旁路开关。旁路开关可看做是一个1bit数字AGC（自动增益控制）电路。放大器具有14.4dB的增益。输入和输出内部匹配到50。图2.3.3 MGA72543的内部结构nMGA72543有放大和旁路两种工作模
5、式，状态的转换由器件的电流控制。当器件的电流大于5mA时，它作为一个放大器。如果器件的电流被设定为0，内部的旁路开关导通，器件转换为旁路模式，在这个模式中，放大器关闭，信号通过放大器旁边的通道发送，大约有2.5dB的损耗。当接收高信号电平时，旁路模式能扩大动态范围。n把MGA72543置为旁路模式的最简单的方法是把引脚1和4的接地端开路，此时MGA72543的内部控制电路自动从放大器模式转化到旁路状态，且器件电流几乎下降到0。旁路状态的电流消耗通常是2A，最大为15A。当设定为旁路模式时，输入和输出都由内部匹配到50。nMGA72543采用SOT-343（SC70）封装，引脚端3（INPUT&
6、Vref）为射频输入和电压基准；引脚端2（OUTPUT&Vd）为射频输出和电源电压；引脚端1和引脚端4（GND）为接地。nMGA72543工作在1900MHz应用电路的原理图、印制板图和元器件布局图如图2.3.4所示，应用电路的元器件参数见表2.3.2。这个应用电路在+3V的电压下工作。一个2位DIP开关，用来设定MGA72543的工作状态。使用这个2位开关，可以把器件设置到以下状态的任一模式：旁路模式；低噪声放大器模式（具有低偏置电流）；发射机驱动放大器模式（具有高偏置电流）。图2.3.4 MGA72543 1900 MHz应用电路2.3.3 基于BGA622的GPS接收机LNA电路n一个基于BGA622的GPS低噪声放大器（LNA）电路的电路原理图和印制板图如图2.3.5所示，电路元器件参数见表2.3.3。该电路可达到的技术性能指标为：插入功率增益|S21|2为15.4dB；噪声系数NF为1.3dB；输入回波损耗|S11|2为13.7dB；输出回波损耗|S22|2为14.5dB；反向隔离|S12|2为27.5dB；输入1dB压缩点IP1dB为16dBm；输入3阶截点IIP3为1dBm。