射頻放大電路設計

1、第七章 射頻放大電路設計第七章 射頻放大電路設計n7.1 小信號射頻放大電路n7.2 射頻放大電路的噪聲n7.2.1 噪聲信號的特性和分類n7.2.2 等效噪聲溫度和噪聲系數(shù)n7.2.3 等噪聲系數(shù)圓n7.3 寬帶放大電路n7.4 功率放大電路n7.4.1 A類功率放大電路n7.4.2 B類和C類功率放大電路n7.4.3 功率合成放大電路n7.4.4 功率放大的交調(diào)失真n7.5 射頻放大電路綜合分析設計7.1 小信號射頻放大電路n7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析n7.1.2 絕對穩(wěn)定的充要條件n7.1.3 潛在不穩(wěn)定情況n7.1.4 放大電路的增益7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析n參數(shù)的變化：n環(huán)

2、境溫度改變n頻率漂移n信號源阻抗n負載阻抗n射頻放大電路的穩(wěn)定性是非常重要因素7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析n放大電路絕對穩(wěn)定：11 11INSOUTL 對于任何1 1INSLOUT 對于一定范圍內(nèi)的和放大電路有條件穩(wěn)定：7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析122111221LINLS SSS122122111SOUTSS SSS12211122122122111111LLSSS SSSS SSS7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析n給定晶體管S參數(shù)，通常滿足：n確定兩個穩(wěn)定區(qū)域 ：12211122122122111111LLSSS SSSS SSS1221112212212

3、2111111LLSSS SSSS SSSCritical condition112211SS7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析11112212212211LLSS SS SS112211LLSS11221221S SS S *2211122122222222LSSS SSS 參見教材165頁式7.8整理，得到平面上園的方程|-C|=R（其中復數(shù)C代表圓心，正實數(shù)R代表半徑） 7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析*1122122122221111SSSS SSS 同理得到： 穩(wěn)定。即可判斷實際系統(tǒng)是否對比者表示實際條件，兩者前者表示穩(wěn)定條件，后比較。半徑都不同。可以自行園）不同，圓心和園（稱為園、與原本

4、的稱為穩(wěn)定判據(jù)園。穩(wěn)定園，穩(wěn)定園和所求得的和根據(jù)SMITHsLsLoutin117.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析臨界穩(wěn)定圓 n穩(wěn)定性要求：。在圖上注明穩(wěn)定區(qū)條件）（）、（同理，可以判斷穩(wěn)定區(qū)。）。顯然其中陰影區(qū)為（圖參見的點位于不穩(wěn)定區(qū)，即時便有當）的陰影區(qū)。（，參見圖以內(nèi)位于穩(wěn)定園的點的點位于穩(wěn)定區(qū)，時便有這就是說，當則不穩(wěn)定。則穩(wěn)定，式可得時，由當定判據(jù)園”。區(qū)域，稱為“輸出端穩(wěn)所確定的、即單位園以內(nèi)。、,d2 . 7b2 . 7c2 . 7, 1012 . 71001116 . 7012, 11in11in11111111ininLLLLLLSaSSSS n n 若輸出穩(wěn)定判別圓包含史密斯

5、圓圖中心點（如圖7.2（a）所示），L的穩(wěn)定區(qū)域在輸出穩(wěn)定判別圓內(nèi)。L的穩(wěn)定區(qū)域是史密斯圓圖單位圓內(nèi)輸出穩(wěn)定判別圓內(nèi)的區(qū)域，是圖7.2（a）中的陰影區(qū)。 n（1）若(|S11|1，則史密斯圓圖中心點（L=0點）在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。分2種情況。n 若輸出穩(wěn)定判別圓不包含史密斯圓圖中心點（如圖7.2（b）所示），L的穩(wěn)定區(qū)域在輸出穩(wěn)定判別圓外。L的穩(wěn)定區(qū)域是史密斯圓圖單位圓內(nèi)輸出穩(wěn)定判別圓外的區(qū)域，是圖7.2（b）中的陰影區(qū)。 7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析臨界穩(wěn)定園，穩(wěn)定區(qū)域7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析絕對穩(wěn)定條件 7.1.1 放大電路穩(wěn)定性分析標出穩(wěn)定的源反射系數(shù)取值的區(qū)域。實線的圓表示|S|=1

6、，虛線的圓表示|OUT|=1的輸入穩(wěn)定圓，其他條件已經(jīng)在圖上標明。7.1.2 絕對穩(wěn)定的充要條件112212212221122122122211122121S SS SSSKS SBSS 2111221222122111111KSS SSS S11K 110KB7.1.2 絕對穩(wěn)定的充要條件7.1.3 潛在不穩(wěn)定情況Re0Re0SINLOUTZZZZ7.1.4 放大電路的增益7.1.4 放大電路的增益n2. 單向傳輸情況2maxmaxmax212211221111TSOLGGG GSSS221111TTUGGUU7.1.4 放大電路的增益n3. 雙向傳輸情況22max2122221111MLT

7、MSMLGSS 2211112222224242SMSLMLBBCCBBCC 7.1.4 放大電路的增益n4. 輸入和輸出駐波系數(shù)111111aSINaSMVSWRM 7.2 射頻放大電路的噪聲n7.2.1 噪聲信號的特性和分類n1）熱噪聲n2）散粒噪聲n3）閃爍噪聲NPkTBrms2NDCIqIB7.2.2 等效噪聲溫度和噪聲系數(shù)7.2.2 等效噪聲溫度和噪聲系數(shù)SITTNONONIINISOANINOOUTTNOPSNRPPPFPG PSNRPP321112121111NAAAAAA NFFFFFGG GG GG注意單位7.2.3 等噪聲系數(shù)圓2minnSoptSrFFYYg7.3 寬帶放

8、大電路n1）補償匹配電路7.3 寬帶放大電路n2）平衡放大7.3 寬帶放大電路n3）負反饋放大電路7.4 功率放大電路n7.4.1 A類功率放大電路1dB增益壓縮點（G1dB）定義為：由于晶體管的非線性特性，放大電路實際輸出功率增益比線性功率增益降低1dB時放大電路的實際功率增益。1dBdBdB1dBOGG1dB,1dB1dBdBmdBmINPPG7.4.1 A類功率放大電路n對于A類放大電路定義輸出信號有效的功率范圍為放大電路的動態(tài)范圍1dB,dBo mdsDRPP噪聲底的功率Po,mds,0dBm10log3dB174dBm 10logdBdB3dBo mdsAAPG kT BFBGF 7.4.2 B類和C類功率放大電路7.4.2 B類和C類功率放大電路互補B類放大電路的基本電路 7.4.2 B類