基于ATF54143的LNA设计与信号源方案

"主控单元器件选型-LNA设计（ATF54143）" 在电子设备的设计中，主控单元的选择至关重要，本案例中采用的是AVR系列的单片机ATmega128L作为主控制器。该型号的单片机以其高效能和低功耗特性广泛应用于各种嵌入式系统。此外，为了显示频率值和衰减值，设计采用了八位七段数码显示管，其中五位用于显示频率，三位用于显示衰减，并预留了LCD显示屏接口，以提供更丰富的用户界面。同时，16只不带锁按键的板载键盘配合广州周立功发展有限公司的ZLG7289B芯片进行管理和驱动，实现了灵活的人机交互。 本文的重点在于低噪声放大器（LNA）的设计。LNA位于接收系统的前端，其主要任务是放大天线接收到的微弱信号。信号强度通常用dBm表示，而噪声系数（NF）则衡量了放大器引入的额外噪声。理想的LNA应具有低噪声系数和高增益，以提高系统整体的信噪比。 在LNA设计过程中，首先要选择合适的晶体管，这里选择了ATF54143。该器件具备良好的射频性能，适合高频应用。设计时需要确定直流工作点，如Vds和Ids，以确保低噪声系数。此外，还需要进行稳定性分析，包括输入和输出匹配网络的设计，以确保信号的无损传输和避免振荡。锁相环（PLL）常用于频率合成，提供大范围的输出频率，但切换速度较慢，而直接数字频率合成（DDS）则提供高速频率切换和高分辨率，但可能伴随较大的杂散和相噪。 在本设计实例中，LNA的工作频段为885MHz至915MHz，目标增益为20dB，噪声系数小于0.7dB，P1dB大于25dBm，OIP3大于25dBm。通过这些参数，可以选择和优化电路设计。DDS+PLL结合的方式用于频率合成，它能够提供较高的鉴相频率，快速的频率切换，以及高输出频率，同时也能够抑制DDS的杂散问题。不过，这种方案的缺点是VCO（压控振荡器）的相噪和杂散表现取决于环路带宽，且环路带宽内的杂散会随M值的增加而恶化。 最后，设计了一个可调信号源，包括控制单元和信号产生单元。信号产生单元需满足特定的输出范围、功率、相位噪声性能和杂散抑制指标，而控制单元则要求能够手动输入频率、显示输出频率值，并提供衰减控制接口及相应的显示。通过这样的总体设计方案，可以实现精确、灵活的频率控制和高质量的信号输出。