摘要：設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于DRM（Digital Radio Mondiale，數(shù)字廣播）和DAB（Digital Audio Broadcasting，數(shù)字音頻廣播）的寬帶低噪聲放大器。該放大器采用噪聲抵消結(jié)構(gòu)，抵消輸入匹配器件在輸出端所產(chǎn)生的熱噪聲和閃爍噪聲，使得輸入阻抗匹配和噪聲優(yōu)化去耦。采用華潤(rùn)上華CSMC 0.5μm CMOS 工藝實(shí)現(xiàn)。測(cè)試結(jié)果表明，3dB 帶寬為300kHz~555MHz，增益為16.2dB，S11 和S22 小于-3.6dB，噪聲系數(shù)為3.8dB，輸入?yún)⒖嫉?dB 增益壓縮點(diǎn)為0.5dBm，在5V 電源電壓情況下功耗為97.5mW，芯片面積為0.49mm2。

　　1 引言

　　近年來(lái)數(shù)字廣播研究取得了巨大的進(jìn)展，DRM（Digital Radio Mondiale，數(shù)字廣播）和DAB（Digital Audio Broadcasting，數(shù)字音頻廣播）成為不同頻段的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，DRM 覆蓋頻段范圍為148kHz~27MHz，其信道帶寬為20kHz，能夠提供范圍內(nèi)音頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。DAB 頻段覆蓋范圍為174~240MHz 和1452 ~1492MHz，其信道帶寬為1.536MHz，能夠提供音頻、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)。

　　目前大多數(shù)DRM/DAB 接收機(jī)調(diào)諧器芯片采用的是原有模擬AM/FM 調(diào)諧器芯片。在靈敏度、噪聲和線性度等指標(biāo)上不能完全滿足DRM/DAB 標(biāo)準(zhǔn)，目前尚未有一款DRM/DAB 多標(biāo)準(zhǔn)專用調(diào)諧器芯片問(wèn)世。本文主要針對(duì)DRM 全頻段和DAB 的174~240MHz 頻段設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于DRM/DAB 調(diào)諧器的寬帶低噪聲放大器。接收機(jī)結(jié)構(gòu)采用兩次變頻低中頻結(jié)構(gòu)，中頻為35.452MHz，第二中頻為173kHz。

　　低噪聲放大器的性能參數(shù)的好壞決定整個(gè)調(diào)諧器系統(tǒng)的水平，目前常常采用的寬帶低噪聲放大器結(jié)構(gòu)有電阻反饋共源共柵極結(jié)構(gòu)、共柵結(jié)構(gòu)、片外無(wú)源LC 網(wǎng)絡(luò)匹配共源共柵結(jié)構(gòu)等，然而采用上述結(jié)構(gòu)的低噪聲放大器難以解決輸入阻抗匹配和噪聲優(yōu)化去耦的問(wèn)題。本文針對(duì)DRM/DAB 調(diào)諧器應(yīng)用要求，設(shè)計(jì)了一款寬帶低噪聲放大器，該電路采用噪聲抵消技術(shù)消除輸入MOS 管的噪聲貢獻(xiàn)，使得在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)滿足電壓增益、阻抗匹配、噪聲系數(shù)、線性度等指標(biāo)要求，同時(shí)該電路不采用片外和片內(nèi)電感，大大減小了芯片和調(diào)諧器系統(tǒng)面積。

　　2 噪聲抵消原理和電路設(shè)計(jì)

　　2.1 噪聲抵消原理

　　寬帶低噪聲放大器采用電阻反饋共源結(jié)構(gòu)，為了降低輸入級(jí)引入的噪聲，采用了噪聲抵消技術(shù)，其原理圖如圖2 所示。該電路的主要目的是抑制輸入級(jí)M11 和M12 所引入的噪聲?？紤]到DRM/DAB的頻段覆蓋范圍，由于其低頻的應(yīng)用背景，MOS 管M11 和M12 所產(chǎn)生的噪聲由溝道熱噪聲和閃爍噪聲（1/f 噪聲）組成，而忽略其他噪聲模型。因此，M11 和M12 產(chǎn)生的噪聲可以用等效噪聲電流源來(lái)表示：

圖1 噪聲抵消結(jié)構(gòu)原理圖

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