有源電路的特性及技術(shù)指標

1、有源電路的特性及技術(shù)指標有源電路的特性及技術(shù)指標主要內(nèi)容主要內(nèi)容 線性功率放大器線性功率放大器 低噪聲放大器低噪聲放大器 信道選擇器信道選擇器 有源電路的非線性參數(shù)有源電路的非線性參數(shù) 非線性參數(shù)的測量非線性參數(shù)的測量課程重點課程重點 線性功率放大器的特性及技術(shù)指標的測量線性功率放大器的特性及技術(shù)指標的測量,如如:工作頻帶，工作頻帶，輸出功率、輸出功率、P1dB、增益、阻抗特性；增益、阻抗特性； 低噪聲放大器的特性及其測量，如低噪聲放大器的特性及其測量，如:工作頻帶，輸出功率、工作頻帶，輸出功率、P1dB、增益、阻抗特性；增益、阻抗特性； 移動通信直放站的信道選擇器的工作原理、結(jié)構(gòu)及性能移動通

2、信直放站的信道選擇器的工作原理、結(jié)構(gòu)及性能測量；測量； 非線性電路的特性，三階互調(diào)、雜散的測量。非線性電路的特性，三階互調(diào)、雜散的測量。線性功率放大器線性功率放大器 線性功率放大器電路的工作原理線性功率放大器電路的工作原理 移動通信設(shè)備如基站、直放站、干線放大器等里的功率放大器是采用移動通信設(shè)備如基站、直放站、干線放大器等里的功率放大器是采用A類類功率放大器電路，是屬于線性放大器，放大器電流的導(dǎo)通角功率放大器電路，是屬于線性放大器，放大器電流的導(dǎo)通角 = 180，即在，即在正弦信號一周內(nèi)，放大器電路的功率管是處于全導(dǎo)通工作狀態(tài)。正弦信號一周內(nèi)，放大器電路的功率管是處于全導(dǎo)通工作狀態(tài)。A類功率放

3、大類功率放大電路，如下圖所示，它是共發(fā)射極電路，如下圖所示，它是共發(fā)射極A類高頻功放。類高頻功放。A類功率放大電路線性功率放大器線性功率放大器 2W直放站中的線性功率放大器直放站中的線性功率放大器 在移動通信設(shè)備直放站里的在移動通信設(shè)備直放站里的CDMA/GSM線性功率放大器，主要滿足輸線性功率放大器，主要滿足輸出的頻率范圍為出的頻率范圍為800 960MHz和輸出功率值，最大輸出功率為和輸出功率值，最大輸出功率為35dBm（3W），），CDMA/GSM直放站里的線性功率放大器的組成框圖。直放站里的線性功率放大器的組成框圖。 線性功率放大器的組成簡化框圖線性功率放大器線性功率放大器線性功率放大

4、器的主要指標線性功率放大器的主要指標1頻率825 835MHz（U）/870 880MHz（D）2增益40 50dB（可選）3ATT范圍0 31dB4輸入/輸出駐波比1.4:15輸出功率（P1dB）35dBm6帶內(nèi)波動0.5dB7輸出交調(diào)特性-17dBm（+32dBm/2CH）8鄰道功率比ACPR-45dBc/30KHz750KHz-65dBc/30KHz1.98MHz9輸入/輸出阻抗5010工作電壓+27VDC11工作電流1.0A（+27V+35dBm）12工作溫度-30 +5513濕度5 95線性功率放大器線性功率放大器線性功率放大器主要指標的測量線性功率放大器主要指標的測量1. 測量增益

5、測量增益（1）設(shè)置微波合成信號發(fā)生器輸出頻率點）設(shè)置微波合成信號發(fā)生器輸出頻率點（2）設(shè)置頻譜分析儀的工作狀態(tài)）設(shè)置頻譜分析儀的工作狀態(tài) 設(shè)置相應(yīng)的頻率點、設(shè)置相應(yīng)的頻率點、SPAN、RBW、VBW等，滿足測量信號功率的條件。等，滿足測量信號功率的條件。 著重提出，在頻譜分析儀的輸入端一定要接入衰減器，此衰減器的衰減量著重提出，在頻譜分析儀的輸入端一定要接入衰減器，此衰減器的衰減量 為為30dB或更大，功率容量為或更大，功率容量為30W，能防止被測功率放大器輸出功率損壞頻，能防止被測功率放大器輸出功率損壞頻 譜分析儀。譜分析儀。線性功率放大器線性功率放大器（3）調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平）調(diào)

6、節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平 （4）用頻譜分析儀測量功率放大器的輸入信號電平和輸出電平）用頻譜分析儀測量功率放大器的輸入信號電平和輸出電平 （5）測得的功率放大器的輸入和輸出功率（）測得的功率放大器的輸入和輸出功率（dBm）數(shù)據(jù)，計算其增益值。）數(shù)據(jù)，計算其增益值。（6）用相同的方法，測量其它頻率點的功率放大器的增益。）用相同的方法，測量其它頻率點的功率放大器的增益。用頻譜儀測量功率放大器的輸入、輸出功率和增益的測試數(shù)據(jù) 頻率（頻率（MHz）CDMA功率放大器功率放大器GSM功率放大器（中國聯(lián)通）功率放大器（中國聯(lián)通）830MHz875MHz912MHz957MHz輸入功率（輸入功率（dBm）-

7、6-7-6-7輸出功率（輸出功率（dBm）35353535功放增益（功放增益（dB）41424142線性功率放大器線性功率放大器2. 測量輸入駐波比測量輸入駐波比（1）按照下圖連接。）按照下圖連接。測量放大器的輸入/輸出駐波比的框圖（2）將微波信號發(fā)生器的頻率設(shè)置為該低噪聲放大器工作頻帶內(nèi)的頻率點。）將微波信號發(fā)生器的頻率設(shè)置為該低噪聲放大器工作頻帶內(nèi)的頻率點。（3）同時，調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平為）同時，調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平為-40dBm。（4）用頻譜分析儀測量放大器的輸入功率和反射功率，計算放大器的輸入回波）用頻譜分析儀測量放大器的輸入功率和反射功率，計算放大器的輸入回波損耗，

8、根據(jù)測試的回波損耗，計算出反射系數(shù)和駐波比，測試數(shù)據(jù)。損耗，根據(jù)測試的回波損耗，計算出反射系數(shù)和駐波比，測試數(shù)據(jù)。測試項目指標要求上行功率放大器頻率（MHz）下行功率放大器頻率（MHz）825830835870875880回波損耗15.6181918181918反射系數(shù)0.170.130.110.130.130.110.13駐波比1.4:11.3:11.25:11.3:11.3:11.25:11.3:1線性功率放大器線性功率放大器低噪聲放大器低噪聲放大器噪聲在通信系統(tǒng)中的重要性噪聲在通信系統(tǒng)中的重要性 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)里，接收機經(jīng)常需要處理極其微弱的信號，但系統(tǒng)噪在現(xiàn)代通信系統(tǒng)里，接收機經(jīng)常需要

9、處理極其微弱的信號，但系統(tǒng)噪聲卻會惡化小信號，使得接收出現(xiàn)失真甚至無法接收。接收靈敏度、比特聲卻會惡化小信號，使得接收出現(xiàn)失真甚至無法接收。接收靈敏度、比特誤碼率（誤碼率（BER）和噪聲系數(shù)是用來表征接收機系統(tǒng)處理小信號能力的常用）和噪聲系數(shù)是用來表征接收機系統(tǒng)處理小信號能力的常用參數(shù)。參數(shù)。 噪聲的來源與類型噪聲的來源與類型低噪聲放大器低噪聲放大器低噪聲放大器的工作原理低噪聲放大器的工作原理低噪聲放大器的組成框圖 該低噪聲放大器的第一級是低噪聲放大級，它決定了整個低噪放大器的噪該低噪聲放大器的第一級是低噪聲放大級，它決定了整個低噪放大器的噪聲系數(shù)，是極其重要的電路。第二級是驅(qū)動放大器，用來放

10、大低噪聲放大級的聲系數(shù)，是極其重要的電路。第二級是驅(qū)動放大器，用來放大低噪聲放大級的輸出信號，經(jīng)放大后驅(qū)動末級放大級，末級放大級可輸出一定要求的信號電平。輸出信號，經(jīng)放大后驅(qū)動末級放大級，末級放大級可輸出一定要求的信號電平。低噪聲放大器低噪聲放大器低噪聲放大器的技術(shù)指標低噪聲放大器的技術(shù)指標 噪聲因子噪聲因子/inininoutoutinSNGNnFSNGN對多級放大器而言，其噪聲因子的計算為：對多級放大器而言，其噪聲因子的計算為：32111211.FFFFGGG10lg()NFF dB噪聲系數(shù)用dB表示：低噪聲放大器的技術(shù)指標低噪聲放大器的技術(shù)指標CDMA 800MHz低噪聲放大器的技術(shù)指標

11、1頻率頻率825 835MHz（U）/870 880MHz（D）2增益增益40 45dB（可選）（可選）3輸入輸入/輸出駐波比輸出駐波比1.44帶內(nèi)波動帶內(nèi)波動0.5dB（不加聲表）（不加聲表）/1.0dB（加聲表）（加聲表）5輸出交調(diào)特性輸出交調(diào)特性-60dBc（-3dBm/CH/2CH）6噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)1dB7工作電壓工作電壓12VDC8工作電流工作電流200mA9輸入輸入/輸出阻抗輸出阻抗5010工作溫度工作溫度-33 +5511濕度濕度5 95信道選擇器信道選擇器信道選擇器的種類和應(yīng)用信道選擇器的種類和應(yīng)用1. 信道選擇器的種類信道選擇器的種類 信道選擇器是移動通信系統(tǒng)設(shè)備如直放站等

12、里重要電路，該電路在直放信道選擇器是移動通信系統(tǒng)設(shè)備如直放站等里重要電路，該電路在直放站里起到放大濾波的作用，可以很好地濾除雜散，使得直放站等設(shè)備的性站里起到放大濾波的作用，可以很好地濾除雜散，使得直放站等設(shè)備的性能大大改善，改善系統(tǒng)的信號質(zhì)量。尤其在移動通信系統(tǒng)里采用了多信道能大大改善，改善系統(tǒng)的信號質(zhì)量。尤其在移動通信系統(tǒng)里采用了多信道的蜂窩系統(tǒng)，設(shè)備里必須選用信道選擇器。的蜂窩系統(tǒng)，設(shè)備里必須選用信道選擇器。在移動通信系統(tǒng)中的直放站采用的信道選擇器種類較多，通常有：在移動通信系統(tǒng)中的直放站采用的信道選擇器種類較多，通常有：lGSM通信系統(tǒng)里的信道選擇器通信系統(tǒng)里的信道選擇器GSM雙信道選

13、擇器。雙信道選擇器。GSM四信道選擇器。四信道選擇器。GSM寬帶信道選擇器。寬帶信道選擇器。GSM（移動（移動/聯(lián)通）選帶移頻器。聯(lián)通）選帶移頻器。lCDMA通信系統(tǒng)里的信道選擇器通信系統(tǒng)里的信道選擇器CDMA雙信道選擇器。雙信道選擇器。CDMA寬帶信道選擇器。寬帶信道選擇器。信道選擇器的種類和應(yīng)用信道選擇器的種類和應(yīng)用信道選擇器電路在直放站里的應(yīng)用信道選擇器電路在直放站里的應(yīng)用GSM/CDMA直放站的組成框圖信道選擇器信道選擇器信道選擇器電路的工作原理信道選擇器電路的工作原理 直放站的信道選擇器是一種較理想的濾波器，具有良好的矩形系數(shù)，直放站的信道選擇器是一種較理想的濾波器，具有良好的矩形系

14、數(shù)，通常，信道選擇器的組成框圖。通常，信道選擇器的組成框圖。信道選擇器的組成框圖信道選擇器信道選擇器 CDMA 中心頻率為中心頻率為875MHz，若中頻頻率，若中頻頻率f0為為70MHz，那么，本振源，那么，本振源的頻率的頻率fL為為945MHz。 所有的直放站里的信道選擇器，主要考慮是濾波性能，因此，選擇性所有的直放站里的信道選擇器，主要考慮是濾波性能，因此，選擇性能良好的聲表濾波器，而對于它的增益要求是較低的，一般信道選擇器的能良好的聲表濾波器，而對于它的增益要求是較低的，一般信道選擇器的增益為增益為5dB或或0dB。信道選擇器中的關(guān)鍵器件信道選擇器中的關(guān)鍵器件1. 聲表面波濾波器聲表面波

15、濾波器（1）聲表面波濾波器的基本工作原理）聲表面波濾波器的基本工作原理信道選擇器信道選擇器聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)示意圖及等效電路聲表面波濾波器聲表面波濾波器（2）聲表面波濾波器的主要電性能參數(shù)）聲表面波濾波器的主要電性能參數(shù)l中心頻率和通帶寬度（帶寬）中心頻率和通帶寬度（帶寬）l給定相對插入損耗電平的兩個截止頻率間的頻率間隔，如給定相對插入損耗電平的兩個截止頻率間的頻率間隔，如1dB帶寬、帶寬、3dB帶寬等。帶寬等。l插入損耗：在給定端接入負載，插入濾波器前信號源直接傳給負載插入損耗：在給定端接入負載，插入濾波器前信號源直接傳給負載的功率與插入濾波器后傳給負載的功率之比，通常以的功率與插入濾波器后

16、傳給負載的功率之比，通常以dB表示。表示。l通帶波動通帶波動l阻帶抑制阻帶抑制l矩形系數(shù)矩形系數(shù)信道選擇器中的關(guān)鍵器件信道選擇器中的關(guān)鍵器件2. 混頻器混頻器（1）混頻器的工作原理）混頻器的工作原理 通信工程中，混頻器的非線性特性表達式為：通信工程中，混頻器的非線性特性表達式為：i = A0 + A1V + A2V + A3V + 式中：式中：V為加在混頻器輸入端的總輸入信號。設(shè)為加在混頻器輸入端的總輸入信號。設(shè)V由兩個輸入信號電壓組成，即：由兩個輸入信號電壓組成，即：V u1Cos1t + u2Cos2t 其中：其中：=2f。將將V代入代入i得，可產(chǎn)生頻率得，可產(chǎn)生頻率q1p 2 q，p=1

17、，2，3. 當(dāng)當(dāng)q=p=1時有：時有： 1 2 信道選擇器中的關(guān)鍵器件信道選擇器中的關(guān)鍵器件3. 中頻放大器中頻放大器 一種典型的中頻（一種典型的中頻（70MHz）放大器電路原理圖。）放大器電路原理圖。 一種典型的中頻（70MHz）放大器電路原理圖信道選擇器信道選擇器CDMA 寬帶信道選擇器電氣指標1頻率825 835MHz（U）/870 880MHz（D）2增益0 5dB3增益平坦度1dB4最大輸出功率-8dBm5互調(diào)失真-50dBc6本振泄漏-40dBm7信道選擇性40dB 偏離頻段邊沿1.0MHz50dB 偏離頻段邊沿1.5MHz55dB 偏離頻段邊沿2.0MHz8本振工作狀態(tài)鎖定9時延

18、3S10輸入/輸出駐波比1.5:111輸入/輸出阻抗5012信道控制方式DIP拔碼13工作電壓+12VDC14工作電流300mA15工作溫度-30 +5516濕度5 95信道選擇器信道選擇器信道選擇器選擇性的測量信道選擇器選擇性的測量1. 按照下圖連接。按照下圖連接。信道選擇器測試框圖2. 設(shè)置微波合成信號發(fā)生器輸出頻率點。設(shè)置微波合成信號發(fā)生器輸出頻率點。3. 設(shè)置頻譜分析儀的工作狀態(tài)設(shè)置頻譜分析儀的工作狀態(tài) 。4. 調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平。調(diào)節(jié)微波信號發(fā)生器的輸出電平。5. 用頻譜分析儀測試數(shù)據(jù)見下表用頻譜分析儀測試數(shù)據(jù)見下表信道選擇器信道選擇器 選擇性的指標要求CDMA信道選擇器8

19、30MHz875MHz40dB 偏離頻段邊沿1.0MHz414350dB 偏離頻段邊沿1.5MHz535255dB 偏離頻段邊沿2.0MHz5859有源電路的非線性參數(shù)有源電路的非線性參數(shù)1dB壓縮點功率壓縮點功率P1dB示意圖有源電路的非線性參數(shù)有源電路的非線性參數(shù) 雜散雜散 雜散的基本概念雜散的基本概念 移動通信里直放站的雜散發(fā)射指標定義為：雜散發(fā)射是除去工作載頻移動通信里直放站的雜散發(fā)射指標定義為：雜散發(fā)射是除去工作載頻以及與正常調(diào)制相關(guān)的邊帶以外的頻率的輻射。以及與正常調(diào)制相關(guān)的邊帶以外的頻率的輻射。雜散示意圖有源電路的非線性參數(shù)有源電路的非線性參數(shù)互調(diào)互調(diào) 互調(diào)干擾的基本概念互調(diào)干擾的基本概念 一般非線性器件的輸出電流：一般非線性器件的輸出電流：230123.cIaa ua ua u 式中：式中：ak為比例常數(shù)，通常有為比例常數(shù)，通常有a1a2a3。 假設(shè)有兩個信號同時作用于非線性器件，即：假設(shè)有兩個信號同時作用于非線性器件，即：coscosABuAtBt1(coscos) ,1,2,3,4,5.nkkABkaAtBtn將u帶入上式得：有源電路的非線性參數(shù)有源電路的非線性參數(shù) 其中其中2fA-fB、2