射频放大电路设计

1、第七章 射频放大电路设计第七章 射频放大电路设计n7.1 小信号射频放大电路n7.2 射频放大电路的噪声n7.2.1 噪声信号的特性和分类n7.2.2 等效噪声温度和噪声系数n7.2.3 等噪声系数圆n7.3 宽带放大电路n7.4 功率放大电路n7.4.1 A类功率放大电路n7.4.2 B类和C类功率放大电路n7.4.3 功率合成放大电路n7.4.4 功率放大的交调失真n7.5 射频放大电路综合分析设计7.1 小信号射频放大电路n7.1.1 放大电路稳定性分析n7.1.2 绝对稳定的充要条件n7.1.3 潜在不稳定情况n7.1.4 放大电路的增益7.1.1 放大电路稳定性分析n参数的变化：n环

2、境温度改变n频率漂移n信号源阻抗n负载阻抗n射频放大电路的稳定性是非常重要因素7.1.1 放大电路稳定性分析7.1.1 放大电路稳定性分析n放大电路绝对稳定：11 11INSOUTL 对于任何1 1INSLOUT 对于一定范围内的和放大电路有条件稳定：7.1.1 放大电路稳定性分析122111221LINLS SSS122122111SOUTSS SSS12211122122122111111LLSSS SSSS SSS7.1.1 放大电路稳定性分析n给定晶体管S参数，通常满足：n确定两个稳定区域 ：12211122122122111111LLSSS SSSS SSS1221112212212

3、2111111LLSSS SSSS SSSCritical condition112211SS7.1.1 放大电路稳定性分析11112212212211LLSS SS SS112211LLSS11221221S SS S *2211122122222222LSSS SSS 参见教材165页式7.8整理，得到平面上园的方程|-C|=R（其中复数C代表圆心，正实数R代表半径） 7.1.1 放大电路稳定性分析*1122122122221111SSSS SSS 同理得到： 稳定。即可判断实际系统是否对比者表示实际条件，两者前者表示稳定条件，后比较。半径都不同。可以自行园）不同，圆心和园（称为园、与原本

4、的称为稳定判据园。稳定园，稳定园和所求得的和根据SMITHsLsLoutin117.1.1 放大电路稳定性分析临界稳定圆 n稳定性要求：。在图上注明稳定区条件）（）、（同理，可以判断稳定区。）。显然其中阴影区为（图参见的点位于不稳定区，即时便有当）的阴影区。（，参见图以内位于稳定园的点的点位于稳定区，时便有这就是说，当则不稳定。则稳定，式可得时，由当定判据园”。区域，称为“输出端稳所确定的、即单位园以内。、,d2 . 7b2 . 7c2 . 7, 1012 . 71001116 . 7012, 11in11in11111111ininLLLLLLSaSSSS n n 若输出稳定判别圆包含史密斯

5、圆图中心点（如图7.2（a）所示），L的稳定区域在输出稳定判别圆内。L的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输出稳定判别圆内的区域，是图7.2（a）中的阴影区。 n（1）若(|S11|1，则史密斯圆图中心点（L=0点）在稳定区域内。分2种情况。n 若输出稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点（如图7.2（b）所示），L的稳定区域在输出稳定判别圆外。L的稳定区域是史密斯圆图单位圆内输出稳定判别圆外的区域，是图7.2（b）中的阴影区。 7.1.1 放大电路稳定性分析临界稳定园，稳定区域7.1.1 放大电路稳定性分析绝对稳定条件 7.1.1 放大电路稳定性分析标出稳定的源反射系数取值的区域。实线的圆表示|S|=1

6、，虚线的圆表示|OUT|=1的输入稳定圆，其他条件已经在图上标明。7.1.2 绝对稳定的充要条件112212212221122122122211122121S SS SSSKS SBSS 2111221222122111111KSS SSS S11K 110KB7.1.2 绝对稳定的充要条件7.1.3 潜在不稳定情况Re0Re0SINLOUTZZZZ7.1.4 放大电路的增益7.1.4 放大电路的增益n2. 单向传输情况2maxmaxmax212211221111TSOLGGG GSSS221111TTUGGUU7.1.4 放大电路的增益n3. 双向传输情况22max2122221111MLT

7、MSMLGSS 2211112222224242SMSLMLBBCCBBCC 7.1.4 放大电路的增益n4. 输入和输出驻波系数111111aSINaSMVSWRM 7.2 射频放大电路的噪声n7.2.1 噪声信号的特性和分类n1）热噪声n2）散粒噪声n3）闪烁噪声NPkTBrms2NDCIqIB7.2.2 等效噪声温度和噪声系数7.2.2 等效噪声温度和噪声系数SITTNONONIINISOANINOOUTTNOPSNRPPPFPG PSNRPP321112121111NAAAAAA NFFFFFGG GG GG注意单位7.2.3 等噪声系数圆2minnSoptSrFFYYg7.3 宽带放

8、大电路n1）补偿匹配电路7.3 宽带放大电路n2）平衡放大7.3 宽带放大电路n3）负反馈放大电路7.4 功率放大电路n7.4.1 A类功率放大电路1dB增益压缩点（G1dB）定义为：由于晶体管的非线性特性，放大电路实际输出功率增益比线性功率增益降低1dB时放大电路的实际功率增益。1dBdBdB1dBOGG1dB,1dB1dBdBmdBmINPPG7.4.1 A类功率放大电路n对于A类放大电路定义输出信号有效的功率范围为放大电路的动态范围1dB,dBo mdsDRPP噪声底的功率Po,mds,0dBm10log3dB174dBm 10logdBdB3dBo mdsAAPG kT BFBGF 7.4.2 B类和C类功率放大电路7.4.2 B类和C类功率放大电路互补B类放大电路的基本电路 7.4.2 B类