实验2 宽带低噪声放大器及自动增益控制
自动增益控制(AGC)
自动增益控制（AGC）电路自动增益控制（AGC）电路是无线电接收设备中的重要电路，用来保证接收幅度的稳定。
自动增益控制（AGC）电路的作用是能根据输入信号的电压的大小，自动调整放大器的增益，使得放大器的输出电压在一定范围内变化。
它一般由电平检测器（峰值检波电路）、低通滤波器、直流放大器、电压比较器、控制电压产生器和可控增益放大器组成。
其中可控增益放大器是实现增益控制的关键。
一、自动增益控制电路（AGC）的工作原理(一)AGC的作用自动增益控制电路的作用，是在输入信号幅度变化很大的情况下，自动保持输出信号幅度在很小范围内变化的一种自动控制电路。
自动增益控制电路可以看成由反馈控制器和（控制）对象两部分组成，其中反馈控制器由电平检测器、低通滤波器、直流放大器、电压比较器和控制电压产生器组成，被控对象是可控增益放大器。
可控增益放大器的输入信号就是AGC电路的输入信号.(二)AGC各单元电路的功能与基本工作原理1.电平检测器电平检测器的功能是检测出输出信号的电平值，通常由振幅检波器实现，它的输出与输入信号电平成线性关系，其输出电压为。
2.低通滤波器环路中的低通滤波器具有非常重要的作用。
由于发射功率变化、距离远近变化、电波传播衰落等引起信号强度的变化是自动增益控制电路需要进行控制的范围，这些变化比较缓慢，而当输入为调幅信号时，调幅波的幅值变化是传递信息的有用幅值变化．这种变化不应被自动增益控制电路的控制作用减弱或抵消（此现象称为反调制），由于两类信号的变化频率不同，就可以恰当选择环路的频率响应特性，适当地选择低通滤波器的传输特性，使环路对高于某一频率的调制信号的变化无响应，而对低于这一频率的缓慢变化具有抑制作用。
3.直流放大器直流放大器将低通滤波器输出的电平值进行放大后送至电压比较器，由于电平检测器输出的电平信号的变化频率很低，例如几赫左右，所以一般均采用直流放大器进行放大。
4.电压比较器经直流放大器放大后的输出电压与给定的基准电压进行比较，输出误差信号电压，当电压比较器增益为时，服从下列关系式5.控制电压产生器控制电压产生器的功能是将误差电压变换为适合可变增益放大器需要的控制电压，这种变换可以是幅度的放大或电压极性的变换。
可控增益实验报告
一、实验目的1. 了解可控增益放大器的基本原理和设计方法。
2. 学习使用宽带压控增益放大器（VCA）实现可控增益。
3. 掌握放大器性能测试方法，包括增益、带宽和噪声等参数。
4. 通过实验验证可控增益放大器在实际应用中的效果。
二、实验原理可控增益放大器是一种能够根据输入信号的大小自动调整增益的放大器。
其主要原理是利用电压控制元件（如VCA）对放大器的增益进行调节。
本实验中，我们采用宽带压控增益放大器VCA821实现可控增益。
三、实验器材1. 宽带压控增益放大器VCA8212. 射频信号发生器3. 功率计4. 信号分析仪5. 电缆、连接器等四、实验步骤1. 搭建实验电路：按照实验原理图连接电路，包括VCA821、射频信号发生器、功率计和信号分析仪等。
2. 设置信号源：将射频信号发生器输出频率设定为100MHz，输出功率为0dBm。
3. 调整VCA821：通过调整VCA821的控制电压，观察输出功率的变化，记录不同增益下的输出功率。
4. 测试增益：使用功率计测量不同增益下的输出功率，计算增益值。
5. 测试带宽：使用信号分析仪测量放大器的带宽，记录带宽范围。
6. 测试噪声：使用信号分析仪测量放大器的噪声系数，记录噪声系数值。
五、实验结果与分析1. 增益测试：实验结果显示，当输入信号为5mV，频率为100MHz时，输出电压有效值为2.9V，增益大于52dB。
在不同增益下，输出功率的变化与增益值基本一致。
2. 带宽测试：实验结果显示，在50MHz-160MHz频率范围内，增益波动都在2dB内，通频带在60MHz-200MHz内。
3. 噪声测试：实验结果显示，放大器的噪声系数在-3dB左右，满足实际应用需求。
六、实验结论1. 可控增益放大器能够根据输入信号的大小自动调整增益，实现信号的放大和抑制。
2. 宽带压控增益放大器VCA821能够满足本实验对增益、带宽和噪声等方面的要求。
3. 通过实验验证，可控增益放大器在实际应用中具有良好的性能和效果。
增益可调超宽带低噪声放大器的开题报告
增益可调超宽带低噪声放大器的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，射频电路对于通信、雷达、导航等应用中的信号处理器件的需求越来越高。
在射频电路中，低噪声放大器（LNA）是一个重要的组成部分，它需要保持着高增益、低噪声和宽频带等特性。
而可调增益的LNA能够实现在不同的场合下，通过调整增益达到最佳性能的要求。
因此，开发一种增益可调、超宽带、低噪声的LNA具有重要的实际意义和应用前景。
二、研究内容本研究旨在设计一种增益可调超宽带低噪声放大器，主要研究内容包括以下几个方面：1. 设计一种高增益、低噪声的放大电路，采用合适的电路拓扑结构来实现。
2. 对于这种放大电路进行参数优化，以获得更高的性能指标。
3. 设计一种增益可调电路，实现对放大电路增益的调整。
4. 将增益可调电路和放大电路组合在一起，并设计出合适的功率分配网络，以实现超宽带的频率响应。
5. 通过电路仿真和实验验证，检验该低噪声放大器的表现。
三、预期成果通过本研究，预期达到以下几个成果：1. 设计出一种增益可调、超宽带低噪声放大器，实现高增益、低噪声、超宽带的特性。
2. 对于设计的放大器进行仿真和实验验证，检验其性能指标，并与同类产品进行比较。
3. 探究增益可调、超宽带低噪声放大器应用于通信、雷达、导航等领域的实际效果。
四、研究意义增益可调、超宽带低噪声放大器在通信、雷达、导航等领域具有重要的应用价值，本研究的开展将有助于：1. 为射频电路技术提供新型的解决方案，推动相关领域的发展。
2. 具有重要的应用前景，进一步发挥现有系统的性能，实现系统整合和功能升级。
3. 推进中国电子产业的发展，增强我国在该领域的竞争力，提高我国在国际射频电路市场上的话语权。
五、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 阶段一：研究论文调研和介绍，确定研究方向，制定具体研究计划，制定相关技术规范和标准。
预计研究时间为2周。
2. 阶段二：设计低噪声放大器电路，优化电路参数，初步进行电路仿真。
大二下-自动增益控制实验报告
自动增益控制电路的设计与实现实验报告专业：班级：学号：姓名：一、实验名称：自动增益控制电路的设计与实现二、实验目的：通过自动增益控制电路的设计与制作，加深对自动增益控制电路原理的理解，了解AGC的自适应前置放大器的应用。
掌握应用晶体管设计AGC电路的基本方法，理解电子电路综合设计、安装和调试的基本方法，提高独立设计电路和验证实验的能力，加强系统概念，激发创新实践欲望，培养创新实践兴趣，提高创新实践能力。
三：实验任务：1、基本要求：设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为：输入信号0.5～50mVrms；输出信号：0.5～1.5Vrms；信号带宽：100～5KHz；设计该电路的电源电路（不要求实际搭建）。
2、提高要求：设计一种采用其他方式的AGC电路；采用麦克风作为输入，8Ω喇叭作为输出的完整音频系统。
3、探究要求：如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路；测试AGC电路中的总谐波失真（THD）及如何有效的降低THD。
四：实验仪器电阻，电容，二极管，三极管，信号发生器，示波器，交流毫伏表，万用表，直流稳压电源；五：设计思路1、设计思路本实验使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。
如下图，可变分压器由一个固定电阻 R1和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。
可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源和大阻值电阻R2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。
为防止 R2影响电路的交流电压传输特性。
R2的阻值必须远大于R1.VGAInput OutputDetetor反馈式AGC由短路三极管构成的衰减器电路对正电流的I所有可用值（一般都小于晶体管的最大额定设计电流），晶体管Q1的集电极-发射极饱和电压小于它的基极-发射极阈值电压，于是晶体管工作在有效状态。
短路晶体管的V-I特性曲线非常类似与PN二极管，符合肖特基方程，除了稍高的直流电压值外，即器件电压的变化与直流电流变化的对数成正比。
自动增益控制的工作原理
自动增益控制的工作原理
自动增益控制(AGC)是一种可以根据输入信号强度自动调节放大倍数的技术,广泛应用于通信系统中。
其工作原理可以从以下几个方面阐述:
1. AGC的作用
AGC的主要作用是在信号传输链路上的不同节点之间自动调节信号的增益,以抑制信号的动态范围,使信号保持在后级电路的适用输入水平,既防止因信号过大而造成失真,也防止信号过小下降至噪声水平。
2. AGC的关键部件
一个AGC系统主要包含检波器、放大器、反馈环路三个部分。
检波器检测输入信号强度;放大器提供可变增益;反馈环路将检波器输出作为控制信号调节放大器增益。
3. AGC的工作原理
当输入信号增大时,检波器输出增加,经过反馈环路后控制放大器减小增益;当输入信号减小时,放大器增益增加以补偿信号损失。
这样就实现了输出信号振幅的动态范围压缩。
4. AGC放大器的实现
AGC放大器的增益控制可以通过改变放大管的偏置电流,或者使用可变电阻调节反馈网络来实现。
也可以采用FET来构建可变增益放大器。
5. AGC的增益控制特性
一个理想的AGC系统应具有快速响应速度、足够大的动态范围、低噪声和小失真等特性。
对控制电路和反馈环路的精心设计可以优化这些指标。
6. AGC的应用
无线通信系统中广泛使用了AGC技术,对输入的高频信号进行精准控制。
它也应用在音频放大器中进行音量自动控制。
还可以用在雷达接收机的前端进行回波增益控制。
总之,AGC技术对于保证通信系统信号稳定至关重要。
随着科技的进步,AGC控制的性能也在不断提升和完善。
宽带低噪声放大器ADS仿真与设计
宽带低噪声放大器ADS仿真与设计[导读]介绍一种X波段宽带低噪声放大器(LNA)的设计。
该放大器选用NEC公司的低噪声放大管NE3210S01(HJFET)，采用微带阻抗变换型匹配结构和两级级联的方式，利用ADS软件进行设计、优化和仿真。
最后设计的放大器在10～13 GHz范围内增益为25．4 dB+0．3 dB，噪声系数小于1．8 dB，输入驻波比小于2，输出驻波比小于1．6。
该放大器达到了预定的技术指标，性能良好。
O 引言低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)是射频接收机前端的重要组成部分。
它的主要作用是放大接收到的微弱信号，足够高的增益克服后续各级(如混频器)的噪声，并尽可能少地降低附加噪声的干扰。
LNA一般通过传输线直接和天线或天线滤波器相连，由于处于接收机的最前端，其抑制噪声的能力直接关系到整个接收系统的性能。
因此LNA的指标越来越严格，不仅要求有足够小的低噪声系数，还要求足够高的功率增益，较宽的带宽，在接收带宽内功率增益平坦度好。
该设计利用微波设计领域的ADS软件，结合低噪声放大器设计理论，利用S参数设计出结构简单紧凑，性能指标好的低噪声放大器。
1 设计指标下面提出所设计的宽带低噪声放大器需要考虑的指标：(1)工作频带：10～13 GHz。
工作频带仅是指功率增益满足平坦度要求的频带范围，而且还要在全频带内使噪声系数满足要求。
(2)噪声系数：FN<1．8 dB。
FN表示输入信噪比与输出信噪比的比值，在理想情况下放大器不引入噪声，输入／输出信噪比相等，FN=O dB。
较低的FN可以通过输入匹配到最佳噪声匹配点和调整晶体管的静态工作点获得。
由于是宽带放大器，难以获得较低的噪声系数，这就决定了系统的噪声系数会比较高。
(3)增益为25．4 dB。
LNA应该有足够高的增益，这样可以抑制后面各级对系统噪声系数的影响，但其增益不宜太大；避免后面的混频器产生非线性失真。
(4)增益平坦度为O．3 dB。
宽带低噪声放大器的设计
宽带低噪声放大器的设计摘要:低噪声放大器(LNA)是雷达、通信、电子对抗、遥测遥控等电子系统中关键的微波部件，有广泛的应用价值。
本文在给出了低噪声放大器的主要技术指标及低噪声放大器的设计方法的基础上,采用负反馈技术，并使用ADS2003C 对整个匹配网络进行优化设计，实现了在0.35-2.5GHz 的超宽带频率范围的低噪声放大器的设计。
关键词：低噪声放大器（LNA ）、负反馈、噪声系数0、引言：系统接收灵敏度的计算公式如下：S= -174+ NF+10㏒BW+S/N由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N 已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF ，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。
下图1为二端口网络示意图：图1为二端口网络示意图 根据戴维南定理，输入输出匹配网络以及多级放大器的级间匹配网络，都可以归结为图 1 所示的无源二端口网络的设计，当Z S ，Z L 之中有一个是纯电阻时，称为单端口匹配问题；当Z S ，Z L 均为复数阻抗时，称为双端匹配问题。
在微波多级放大器电路中，匹配网络一般由传输线，无耗集总元件构成。
本文经过对低噪声放大器的各种重要参数进行分析，结合指标要求，采用负反馈技术设计宽带低噪声放大器。
然后使用仿真软件ADS2003C ，对放大器的匹网络进行优化设计，得出了符合指标的匹配网络，提高了设计效率。
1.低噪声放大器的主要技术指标1.1噪声系数NF放大器的噪声系数NF 可定义如下out out in in N S N S NF // （1）式中，NF 为微波部件的噪声系数；S in ，N in 分别为输入端的信号功率和噪声功率；S out ，N out 分别为输出端的信号功率和噪声功率。
噪声系数的物理含义是：信号通过放大器之后，由于放大器产生噪声，使信噪比变坏；信噪比下降的倍数就是噪声系数。
通常，噪声系数用分贝数表示，此时)lg(10)(NF dB NF = （2）对单级放大器而言，其噪声系数的计算为：（3）1.2放大器增益G放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值：G=Pout / Pin低噪声放大器都是按照噪声最佳匹配进行设计的。
低噪声放大器 测试方法
低噪声放大器测试方法1.引言1.1 概述低噪声放大器是一种在电子设备中广泛应用的重要组件，其主要功能是放大输入信号并保持较低的信号噪声水平。
在很多应用领域中，特别是在通信系统、雷达系统和传感器等领域中，低噪声放大器的性能对整个系统的工作稳定性和灵敏度起着至关重要的作用。
低噪声放大器的设计目标是在尽可能放大输入信号的同时，尽量减少额外的噪声引入。
这就要求设计人员在选择合适的材料、电路拓扑和组件参数时，综合考虑放大器的增益和噪声性能。
为了确保低噪声放大器的工作稳定性和可靠性，需要对其进行严格的测试和评估。
本文将介绍低噪声放大器测试的方法。
首先，我们将详细讨论测试方法的选择标准，包括测试设备的选择、测试环境的搭建以及测试参数的设置等。
然后，我们将介绍常用的低噪声放大器测试方法，包括噪声系数测试、增益测试和输入输出阻抗测试等。
针对每种测试方法，我们将详细介绍其原理、测试步骤以及数据分析方法。
通过本文的学习，读者将能够全面了解低噪声放大器测试的方法和技巧，能够准确评估和验证低噪声放大器的性能。
同时，本文还将提供一些实用的测试经验和建议，帮助读者在实际应用中更好地设计和应用低噪声放大器。
综上所述，本文旨在为读者提供关于低噪声放大器测试方法的详细介绍，帮助读者掌握低噪声放大器测试的技巧，提高低噪声放大器的设计和应用水平。
1.2 文章结构文章结构的设计是为了让读者能够清晰地了解整篇文章的组织和内容安排。
本文的结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分（1.1）首先会对低噪声放大器进行概述，介绍该技术的基本概念和应用领域。
接下来，会简要介绍文章的结构，包括每个部分的内容和组织方式。
最后，会明确本文的目的，即介绍低噪声放大器的测试方法。
引言部分的目的是引起读者的兴趣，提供一个整体的框架，帮助读者了解本文的主要内容。
正文部分（2.1和2.2）是本文的重点，将详细介绍低噪声放大器的定义、重要性和基本原理。
在2.1部分，会详细解释低噪声放大器的概念，并探讨其在实际应用中的重要性和优势。
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非线性（1dB增益压缩点）
用1dB压缩点衡量放大器的线性工作范围 增益下降1dB时对应的输入、输出信号幅值或功率值
20logVout
OP 1dB
1dB
IP 1dB
20logVin
AGC主要性能指标
动态范围：
给定输出信号幅值变化的范围内，允许输入信号幅度变化 的范围。 输入动态范围： 输出动态范围： 动态增益范围：
响应时间
AD603功能框图
由增益控制接口、无源输入衰减器和固定增益放大器三部分组成 衰减量由VG确定 固定增益由Vout和FDBK之间的连接方式决定 多级级联由电容耦合，有两种增益控制模式：并联和顺序模式
实验电路
两级级联AD603放大器，由电容C9耦合 采用顺序增益控制方式，增益由R7、R8确定 Q2和R6构成检波器，Q1及外围电阻构成恒流源 自动增益控制电压VAGC 开关SW4及外围电阻网络构成可变衰减器 开关SW2控制AGC环路 WR1调节开环放大器增益
实验板
实验仪器
电源 高频信号源1台 பைடு நூலகம்谱分析仪1台
实验内容
测试连接图：
TG Output
高频信号源
JP2 JP3
频谱分析仪
RF Input
LNA & AGC （01号板）
TP11 TP4
+12V电源
示波器
实验内容
测试内容： 最大开环增益的测量 噪声系数NF的测量（参考电平改为-40dBm） 1dB增益压缩点的测量 AGC放大器特性的测量
若只考虑电子器件的热噪声：
NF dB Nout dBm Hz 174dBm Hz GaindB
采用频谱仪测量，功率谱与分辨率带宽有关系：
NF dB Nout (dBm / RBW ) 10log(RBW ) 174 dBm Hz Gain dB
低噪声放大器的主要性能指标
宽带低噪声放大器及自动增益控制
实验目的
掌握自动增益控制放大器的实现方法和工作原 理 了解电路主要性能指标 对放大器的增益、噪声系数、1dB压缩点进行 测量和分析
低噪声放大器的主要性能指标
增益 噪声系数：输入信噪功率比与输出信噪功率比的 SNRi Si Ni 比值 F SNRo So No